AOI (автоматична оптична инспекция), както подсказва името, е метод за автоматична инспекция, постигнат чрез системи за оптични изображения. Това е и една от многото технологии за автоматично разпознаване и откриване на изображения. Прецизните и високо{2}}качествени оптични изображения и обработка са основните му технологии.
Предистория и предимства на развитието на AOI
Развитието на технологията за проверка на AOI произтича от необходимостта от по-висока интеграция и прецизност на електронните компоненти, по-бърза и по-ефективна проверка и целта за нулеви дефекти.
Неговите най-големи предимства са спестяване на работна ръка, намаляване на разходите, подобряване на производствената ефективност, стандартизиране на критериите за проверка и елиминиране на човешка грешка. Това гарантира стабилността, повторяемостта и точността на резултатите от проверката, което позволява своевременно откриване на дефекти на продукта и гарантиране на качеството на пратката.
Основни принципи на AOI инспекция
Основният принцип на инспекцията на AOI е да се използва технологията на камерата за извеждане на интензитета на отразената светлина на обекта, който се проверява, като количествена стойност на сивата скала. След това тази стойност се сравнява със стойността на сивата скала на стандартно изображение, за да се анализират, определят и класифицират дефектите.
Използвайки аналогия с ръчната проверка, обикновеният светодиод или специален източник на светлина, използван в AOI, е еквивалентен на естествената светлина, използвана при ръчна проверка. Оптичният сензор и оптичната леща, използвани в AOI, са еквивалентни на човешкото око, а системата за обработка и анализ на изображения на AOI е еквивалентна на човешкия мозък-двата етапа на „виждане“ и „преценка“.
Състав на оборудването на AOI
Работната логика на проверката на AOI може да бъде разделена на четири етапа: получаване на изображение (оптично сканиране и събиране на данни), обработка на данни (класифициране на данни и преобразуване), анализ на изображение (извличане на характеристики и съпоставяне на шаблони) и докладване на дефекти (размер на дефекта и класификация на типа и т.н.).
За да поддържа и изпълнява тези четири функции на инспекция на AOI, хардуерната система на оборудването на AOI включва четири части: работна платформа, система за изображения, система за обработка на изображения и електрическа система. Това е автоматизирано оборудване, интегриращо механика, автоматизация, оптика и софтуер.
Етап на получаване на изображение
Системата за получаване на изображения AOI включва главно три части: система за фотоелектрическо преобразуване на фотография, система за осветяване и система за управление.
Тъй като заснетото изображение се използва за сравнение с шаблон, точността на получената информация за изображението е много важна за резултатите от проверката. Представете си, ако устройството за получаване на изображения не може ясно да види или открие характерните точки на обекта, който се проверява, тогава точното откриване е невъзможно.
Фотоелектрическа система за преобразуване на фотография
Системата за фотография с фотоелектрическо преобразуване се отнася до фотодиодното устройство и придружаващата го система за изображения. „Очите“, които придобиват изображения, и двете базирани на принципа на фотодиодите, получаващи светлина, отразена от открития обект, преобразуват светлинната енергия в електрически заряд. Този преобразуван заряд се събира от електронни компоненти във фотоелектричния сензор и се предава, за да образува аналогов сигнал за напрежение.
Големината на генерираното аналогово напрежение варира в зависимост от интензитета на абсорбираната светлина. Последователно изходните аналогови стойности на напрежението се преобразуват в цифрови стойности на сивата скала от 0 до 255. Стойността на сивата скала отразява интензитета на светлината, отразена от обекта, като по този начин се постига целта за идентифициране на различни открити обекти.
Фотоелектричните преобразуватели могат да бъдат разделени на два типа: CCD (устройство със -зарядна връзка) и CMOS (комплементарни метал-оксидни полупроводници).
Поради разликите в производствените процеси и дизайна, принципите на работа на CCD и CMOS сензорите се различават главно по начина, по който се прехвърля цифровият заряд.
CCD използва базирана на силиций-технология за обработка на полупроводници и има вертикални и хоризонтални регистри за преместване. Електрическото поле, генерирано от електродите, избутва заряда по свързан начин към централния аналогов-към-цифров преобразувател. Тази структура и дизайн затрудняват интегрирането на много фоточувствителни модули, което води до високи производствени разходи и висока консумация на енергия.
CMOS, от друга страна, използва технология за обработка на неорганични полупроводници. Всеки пиксел има допълнителна електронна схема и всеки пиксел може да бъде адресиран индивидуално, елиминирайки необходимостта от дизайн за изместване на заряда, открит в CCD. Неговата скорост на четене на информация за изображението е много по-висока от тази на CCD чиповете, а честотата на неестествени явления, причинени от преекспониране, като разцвет и размазване, е много по-ниска. Освен това има по-ниска цена и консумация на енергия в сравнение с CCD фотоелектрическите преобразуватели. Той обаче има и значителни недостатъци. Като полупроводников процес, пикселните единици имат повече дефекти, което води до някои проблеми с чувствителността. Освен това допълнителното пространство, необходимо за електронните схеми на всеки пиксел, не се използва като фоточувствителна зона.
Освен това фоточувствителната зона на повърхността на CMOS чипа е по-малка от тази на CCD чипа. Теоретично, това намалява броя на фотоните информация за изображението, които могат да бъдат събрани. Следователно елементите за фотоелектрично преобразуване CMOS обикновено трябва да се използват с източник на светлина с висок-интензитет и те също имат по-висок шум.
Независимо дали става въпрос за CCD или CMOS структура, един фотоелектрически преобразувател е пиксел. Няколко фотоелектрични преобразуватели, подредени в редове и колони, образуват матрица, която съставлява сензора за изображение. Ефективността на сензора за изображения се измерва главно чрез разделителна способност, размер или площ, чувствителност, съотношение сигнал-към-шум и др., сред които разделителната способност и размерът са най-важните показатели. Когато сензор за изображения улавя изображение на открит обект, по-малкият размер и по-високата плътност на пикселите на фотоелектричния преобразувател позволяват обектът да бъде „видян“ с по-големи детайли.
Следователно, теоретично, колкото повече пиксели има устройството за фотоелектрично преобразуване, толкова по-добре. Увеличаването на броя на пикселите обаче увеличава производствените разходи и води до намаляване на добива. Следователно, чрез комбиниране на оптична леща с устройството за фотоелектрично преобразуване, малки детектирани обекти могат да бъдат увеличени и изобразени върху устройството за фотоелектрично преобразуване, постигайки откриване с висока -разделителна способност. По този начин действителното оборудване за AOI (Автоматизирана оптична инспекция) се конфигурира според нуждите на клиента.