AOI自动光学检测设备详述

　　AOI设备详述写作的动力来源于，目前AOI技术良莠不齐的现状，国内aoi设备已经发展近十年，技术非常成熟，但是局限于离线AOI技术，在线AOI设备则发展的稍晚一些，目前市面上真正的在线AOI设备供应商具有生产制造能力的就那么几家，能满足smt生产需要的就更少。部分AOI工程技术人员，也会问到一些AOI设备技术相关的问题，但专业AOI技术人才毕竟少数，对于初次了解AOI技术的人来说，对于常识性的问题，作为一名AOI销售人员有必要做出耐心回答。鉴于这种情况，才萌发了写一份AOI设备技术100问，让初次接触的人更容易理解AOI技术，让AOI技术人员多些交流的话题。

 

　　万丈高楼平地而起，我计划先从最简单的问题说起，AOI工程技术老鸟略过，当然也欢迎提成一些建设性的意见和建议；这篇算是aoi设备技术100问的序言吧！内容大概分4个部分，第一部分：AOI设备技术扫盲，针对AOI设备常识性的问题做一个总结；第二部分:AOI设备生产技术，罗列SMT生产过程中AOI设备所有可能遇到的问题总结；第三部分:AOI设备技术原理，以生产中的AOI技术难题给出一些理论说明和对AOI技术的未来展望；第四部分：AOI设备供应商介绍（当然，是在AOI设备供应商允许的情况下）主流的AOI生产制造商有那些都有些什么特点。

 

　　AOI设备技术100问第一篇，AOI设备初相识，想和AOI新手聊聊，刚刚接触AOI所认识的最浅显的东西，老鸟略过。新手AOI技术员初次接触AOI设备六成以上的情况下，应该是在SMT生产工厂。至于其他的四成左右，涉及到AOI设备的分类，我们在下一篇做出说明。

 

　　第一次接触AOI设备，我们最明显的感觉就是，一台机器代替了人去检查产品（检测项目包括：PCB部分焊接质量，产品外观，特征尺寸等等），并且给出检查数据，为杜绝不良品产生提供数据支持；如果，您有这样的认识，我以AOI专业人士的身份向您保证，您已经入门了。为什么要这么说呢？因为，AOI设备的最主要的功能就是代替人工，实现工业自动化，当然还有保证品质，节约开支等等其他功能。核心问题就是代替人，我们也可以理解为人工智能或是仿生学技术等等。

 

　　AOI设备多接触一些的时候，您会发现，在外观上有不同的生产AOI厂家,AOI设备供应商；在打开机器的时候，会有不同的AOI光源，AOI驱动马达，AOI工业相机等；打开软件，会有不同的算法，不同操作截面，不同的品牌等等。如此之多的不同，可能会在AOI新人的脑袋瓜里，塞满很多的问号；但是没有关系，后面的内容，小编会一一为您解答。初次接触AOI设备，在不同的行业会有不同的形状，和不同的检测目标，范围，检测要求等等。

 

　　最后，总结一句：AOI设备是模仿人并代替人检查产品的人工智能设备，是工业智能化发展的必然趋势。

 

　　AOI设备是模仿人并代替人检查产品的人工智能设备，是工业智能化发展的必然趋势。是上一节我们提成的观点，那么，我们不经要问，AOI设备的发展历史是怎样的呢？这就是，这一节，我们要回答的问题。AOI设备是机器视觉技术的一个重要分支，隶属于计算机学科，自起步发展至今，机器视觉已经有50多年的历史，其功能以及应用范围随着工业自动化的发展逐渐完善和推广。（以下的数据为网络上搜索所得，如果不对的地方欢迎阅读的朋友提出）

 

　　20世纪50年代开始研究二维图像的统计模式识别。（如果有人告诉你用的是最先进的统计建模技术，你会怎么想？）

 

　　60年代Roberts开始进行三维机器视觉的研究。（国内的三维技术现在处于研发阶段）

 

　　70年代中，MIT人工智能实验室正式开设“机器视觉”课程。

 

　　80年代开始，开始了全球性的研究热潮，机器视觉获得了蓬勃发展，新的理论不断推陈出新。

 

　　1990年以前，在中国机器视觉的发展，仅仅在大学和研究所中有一些研究图像处理和模式识别的实验室。看看这个时间表，比国外晚了30年，值得关注的是，技术运用方面得到长足发展。运用于各个相关领域。

 

　　20世纪90年代初，来自研究机构的工程师成立了自己的公司，开发了第一代图像处理产品，和一些简单的图像处理软件库，从这个意义上来说，光学检测技术才算是运用到国人的工作中来。他们的产品在大学的实验室和一些工业场合得到了应用，人们能够做一些基本的图像处理和分析工作。

 

　　1990-1998年为初级阶段。期间真正的机器视觉系统市场销售额微乎其微，除国人对光学检测技术不是很热衷以外，市场需求也是一个主要因素。同时主要的国际机器视觉厂商还没有进入中国市场。自从1998年，越来越多的电子和半导体工厂，包括香港和台湾投资的工厂，落户广东和上海。带有高科技技术含量的机器视觉整套的生产线和高级设备被引入中国。其中，电子行业的发展比较迅猛，国人开始对外来的光学检测技术真正的熟悉起来。

 

　　1998-2002年可以定义为机器视觉概念引入期。在此阶段，许多著名视觉设备供应商，诸如：Matsushita, Omron，Cognex等，开始了在国内技术设备的推广；国内AOI设备的开拓者神舟视觉也是宣称2002年开始AOI技术的研发工作，2004年国内第一台AOI光学检测仪诞生；

 

　　从2002年至今，我们称之为机器视觉发展期；从07年的金融海啸后的人力资源失调，伴随出现的用工荒，高物价，通胀等问题，生产企业开始考虑，产品检测速度，产品品质，导致，机器检测的需求量呈快速增长趋势。

 

　　从生产的角度来讲，我们仅了解电子工业中的AOI光学检测技术的分类就可以了。

 

　　AOI技术的应用非常广泛，从行业来分，有工业，农业，化工等，只要是需要重复检查和高危行业中，从检测类型来分类：

 

　　几何量：包括距离，长度，形状，角度，位置等；

 

　　运动量：包括速度，加速度，例如，违章超速检测等；

 

　　表面形状：包括亮度，伤痕，缺损等；

 

　　工作过程：包括流量，浓度，压力等；

 

　　机械量：包括压力，压强，重量，应变力等；

 

　　电学量：包括电场，磁场，电压，电流等；

 

　　光学量：光亮度，波长，反射吸收，光谱等；

 

　　几乎包括各行各业的每一个方方面面，但是，我们没有可能在这里全部讲解，仅对电子工业中的SMT行业的PCBA检测技术，做一个详细的说明。

 

　　光学检测仪我们习惯叫AOI或AOI设备或AOI自动光学检测设备，在SMT生产线中运用于检测PCBA焊接情况，比如焊点有没有焊接良好，焊点焊接是否饱满或焊锡不良，是否有漏错料等，根据AOI在生产线上的位置，我们分为后焊前检测，后焊后检测，根据AOI检测线路板自动化状态，我们分为在线AOI光学检测，离线AOI光学检测，根据AOI检测原理分，图像对比型AOI光学检测技术，矢量分析型检测技术，具体到每个工厂自己的设备采购计划选择，可根据自己的生产条件，资金状况等做出选择，这里我们就不多讲了。目前主流的技术是图像对比，还包括其衍生的统计建模技术；而为了减少误报，提高检测品质，目前国外比较流行的是矢量分析型检测技术，其中以法国VI公司的AOI设备最为出色，当然价格也不菲。

 

　　以上内容仅做了解，后面的章节会做详细说明，了解AOI设备的大概分类情况，您就知道，我们的研究目标在哪里。同时，在线AOI与离线，图像对比与矢量分析有点绕，作为新人可能不了解，我前面的文章有相关介绍，后面小胡也会以更加通俗的方式详细表达。希望每一位SMT生产中的新人能够迅速上手，了解AOI光学检测设备的技术。

 

　　要了解AOI光学检测技术的特点，对新手来说，我们需要细分来讲会比较清楚点，比如光学和检测，AOI光学检测技术是将光学技术运用在检测方面的一种表现，那么光学有什么特点呢？

 

　　1.寿命长：相对于机械磨损来讲，光电检测中通常无机械运动部分，所以测量设备寿命长，工作可靠、准确度高，对被测物无形状和大小要求；只要保证工作正常，一般情况来说，可以长久使用。

 

　　2.高精度：很小的时候我们就知道，从地球到月球，激光测距的精度达到1米。这样的精准数据让您深刻体会到光学在运用中的精度之高，可见一般。至于这个数据是不是绝对准确，只有所谓的专家才知道，毕竟我们都没有实际测量过。

 

　　3.速度快：自然界中光速是最快的，我们常常会拿雨夜雷电的例子来说；我们先看见闪电然后听见雷声，这个是雷雨夜时常感受到的事实，我们就不多讨论了。

 

　　4.远距离、大量程：前面我们提到的从地球到月球的测距案例就是最好的说明，在生产中主要运用在遥控、遥测和遥感等方面。

 

　　5.非接触式检测：这个很好理解，即在不改变被测物体性质的条件下进行测量，最大的特点便是不破坏被检测物体的状态。

 

　　6.数字化和智能化：这一点是机械自动化的基本要求，不管是对检测设备来说，还是光学技术来讲，能够数字化，方便存储，能够智能化可以提高工业设备的处理能力，同时更强的信息处理、运算和控制能力保证了工业自动实现的前提；也是取代高频率工作的要求。

 

　　如果将光学检测技术运用在PCBA的检测中，即我们通常所说的AOI检测仪那么又有什么特点呢？结合目前的市场环境和经济大环境，小胡总结在PCBA的运用中有如下五点突出的AOI特点：

 

　　1.代替目检(人工检测)：实现自动化检测并提示检测结果，速度快捷，一般一台在线AOI检测设备可以代替4-5人的工作量。

 

　　2.工作效率稳定：这也是区别于人工检测的最直接的特点，相对于人工检测，机器不会疲劳，也不会发脾气或是情绪不稳定等人为因素的避免。

 

　　3.数据化，工作过程完整记录：机器的数字化和智能化将生产数据全程保留，保证了生产过程中的品质可追溯性，对于生产中可能出现的问题，提供修正数据，不管生产时间是几天前，还是几个月前，查询快速，可靠！

 

　　4.节省人手，节约人工：相对于目前的招工难，人工贵的问题，导入设备检测既可以保证产品品质，同时节约人工，不管从节约成本来讲，还是从提高品质来说都是最佳的选择。

 

　　5.提升品质：代替人工保证了PCBA产品品质的稳定性，数值化和智能化提供了品质保证的重要数据，节约的人工可以让更多的资金用于产品的研发和推广，对于产品的多工序品质都有知道意义。