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如何理解AOI的快与准?

文章出处:亿尔责任编辑:admin人气:发表时间:2018-01-13 17:08
AOI的检测速度分为两个阶段,1、拍摄图像;2、处理图像;因为相机的FOV有限,所以就必须通过移动X\Y平台来拍摄完整个PCB的图像,在X\Y平台的运动过程当中又要考虑摄像机什么时候开始移动、移动到什么位子、什么时候开始拍照,什么时候开始进行图像处理和分析等等。

  也就是说:AOI的检测速度必须协调软硬件同时工作,这里就牵涉到AOI使用什么样的伺服系统、使用什么样的相机、使用什么样的丝杆、其核心算法又是什么?

  我们计算AOI的检测速度是要从进板到出板的整个时间,而不是单单从AOI本身提供的速度作为依据,因为有很多AOI的检测速度只记录了拍摄时间或者只记录了处理时间,以此使大家受蒙蔽。

  准,AOI的准指的是有较高的检出率和较低的误判率。

  也就是说AOI相当于一架天枰,必须准确的衡量误判和检出率。AOI的准确判断跟软硬件都有密不可分的关系,当然最主要的是软件的核心算法,目前AOI种类繁多,算法也各不相同,有使用该边缘检测、法则判断、矢量分析、模板比较和统计建模等等,虽然不能一言定论孰优孰劣,但从实际应用比较中可以知道,统计建模更加灵活、操作更加简单,基于数学运算方式更加准确。

  统计建模必将是未来AOI发展的一个趋势。初次之外,硬件的要求也是相对比较严格的,比如说相机,相机是AOI眼睛,一个好的相机固然能够捕捉到优质的图像,这里不得不提到一个像素的问题,经常有朋友问AOI的像素是多少,大家以为像素越高其检测效果就更高好,更准确,其实不然,为什么呢?首先得明白几个基本概念:相机像素、相机的分辨率和拍摄范围FOV。

 

  相机像素 是指这个相机总共有多少个感光晶片,通常用万个为单位表示,以矩阵排列,例如3百万像素、2百万像素、百万像素、40万像素。百万像素相机的像素矩阵为W*H=1000*1000.相机分辨率,指一个像素表示实际物体的大小,用um*um表示,AOI常用的分辨率有30um,25um,20um,18um,15um等。数值越小,分辨率越高。FOV是指AOI相机实际拍摄的面积,以毫米×毫米表示。FOV是由像素多少和分辨率决定的。相同的相机,分辨率越大,它的FOV就越小。

  如果一家AOI采用20um分辨率,对于1mm*0.5mm的零件,它总共占用像素1/0.02 ×0.5/0.02=50×25个像素,如果采用30um的分辨率,表示同一个元件,则有1/0.03×0.5/0.03=33×17个像素,显然20um的分辨率表现图像细节方面好过30um的分辨率。

  o蓕既然像素的多少不决定图像的分辨率(清晰度),那么大像素相机有何好处呢?答案只有一个:减少拍摄次数,提高AOI的测试速度。1个是1百万像素,另1个是3百万像素,清晰度相同(分辨率均为20um),第1个相机的FOV是20mm×20mm=400平方mm,第二个相机的FOV是1200平方mm,拍摄同一个PCB,假设第1个相机要拍摄30个图像,第2个相机则只需拍摄10个图像就可以了。

  显然,我们用户没必要太深入全面了解AOI的相机,但相机作为AOI的一个重要部件,我个人认为,从以下几个方面简单评价就已经足够了:

  1、了解相机的分辨率,例如要测试英制0402元件,至少需要25um的分辨率。

  2、看图像质量是否清晰,对比度是否好,是否能将我们关心的特征部分表现出来。因为图像质量不仅决定于相机,还决定于镜头、采集卡和光源等。

  3、要关注AOI的整体测试速度,而不是关注像素多少。像素多固然对速度有好处,但AOI的测试速度是由XY平台的移动、相机的拍摄性能、图像处理速度、整个系统的优化等综合因素决定,作为用户来讲,我们考虑的是最终的测试速度.

  有些商家强调是多少多少像素,可能给我们用户一个误解,认为像素多的相机就好,就贵,就高档。其实,还有许多其它参数来衡量一个相机的综合价值,例如数字相机好过模拟相机,CCD的好过CMOS的,3CCD相机好过单CCD彩色相机,单CCD彩色相机贵过黑白相机,飞行拍摄相机好过逐行扫描相机,逐行扫描相机好过隔行扫描相机,帧率快的相机好过帧率慢的相机,还有不同的接口方式,不同厂家的晶片,等等等等......

  我本人见过一款3百万像素的AOI,采用CMOS晶片,1394传输,市场价格低于4千人民币。也见过1款1百万像素的相机,3CCD的,网上报价为9万人民币。虽然这个价格不能说明一切,但一分价格一分货,至少对我们理解相机的优劣上有点参考,事实上这两种相机的图像质量差别非常大。

  像素多固然有他的好处,但也有他的一些不足,例如可能图像变形大、FOV内照明不均匀、有较大的视场差等,需要用其它办法去弥补和克服,也可能相应增加一些成本。但这是开发商的事情,我们关心的是图像质量、分辨率、AOI整体的测试速度以及AOI性能方面的东西,正如我们关心的是鸡蛋的味道和品质,而无需关心下蛋的母鸡一样。

  锡膏印后检验

  大多数现代锡膏印刷设备都提供二维(2D)印后检验功能,有些还可以为关键设备的锡膏沉积提供三维(3D)印后检验功能。所有的2D和3D印后检验系统的工作各不相同,所以要了解可测量的各个变量、方法,以及懂得如何使用结果数据,这对评估附加工作的价值非常重要。

  装配与转换方案,包括相关的MTTA。

  当从一种产品变更为另一种产品时,需要进行大量的锡膏印刷设备的转换工作。许多锡膏印刷流程在一天里要进行数次转换。必须清楚你的设备要花多少时间才能从一种产品转换到另一种产品。哪些产品转换变量对机器的优化运行特别重要?

  工艺统计控制策略(SPC)

  如上所述,吞吐量是在给定时间周期内装配完成的合格电路板数量。工艺质量对实现最高吞吐量至关重要,因此必须尽可能“实时”地了解工艺运行的情况。

  我们不能在生产运行结束后才通过发现的缺陷进行补救式的优化工作。我们必须提倡一种“前瞻”式的生产,防止形成一种只被用来发现缺陷的“反应”式生产。

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