AOI自动光学检测仪及其工作原理

      AOI经过十几年的发展，技术水平仍处于高速发展阶段。目前国内市场上可见的AOI设备品牌众多，每种AOI检测设备各有所长；每个品牌的AOI优势主要体现都取决于其不同的创新软件算法，通常采用的软件算法有:模板比较、边缘检查、灰度模型、特征提取、固态建模、矢量分析、图形配对和傅里叶氏分析等，但尽管算法各异，AOI的运作原理基本相同。

AOI视觉检测设备功能：

(1)AOI的光源由红、绿、蓝三种LED灯组成，利用色彩的三基色原理来组合成不同的色彩，结合光学原理中的镜面反射、漫反射、斜面反射，将PCB上贴片元件及焊接状况以图像的方式显示出来。

(2)权值成像数据差异分析系统是通过对一幅图像栅格化，分析各个像素颜色分布的位置坐标、成像栅格之间（色彩）过度关系等成像细节，列出若干个函数式，再通过对相同面积大小的若干幅相似图片进行数据提取，并分析计算，将计算结果按软件设定的权值关系及初图像像素色彩、坐标进行还原，形成一个虚拟的、权值的数字图像，这个图像称为“权值图像”，其主要数字信息包含了图像的图形轮廓、色彩的分布、允许变化的权值关系等，以便后面进行分析和处理。 AOI检测基本原理与设备构成？中山销售AOI检测设备设备

AOI工作原理

自动光学检测的光源分为两类：可见光检测和X光检测

AOI检测分为两部分：

光学部分和图像处理部分，通过光学部分获得需要检测的图像；通过图像处理部分来分析、处理和判断。图像处理部分需要很强的软件支持，因为何种缺陷需要不同的计算方法用电脑进行计算和判断。

灯光变化的智能控制

人认识物体是通过光线反射回来的量进行判断，反射量多为量，反射量少为暗。AOI与人判断原理相同。AOI通过人工光源LED灯光代替自然光，光学透镜和CCD代替人眼，把从光源反射回来的量与已经编好程的标准进行比较、分析和判断。对AOI来说，灯光是认识影响的关键因素，但光源受环境温度、AOI设备内部温度上升等因素影响，不能维持不变的光源，因此需要通过“自动跟踪”灯光“透过率“对灯光变化进行智能控制。

焊点检测原理

AOI是X、Y平面（2D）检测，而焊点是立体的，因此需要3D检测焊点高度（Z）。

3D检测的方法有

当下流行的是采用顶部灯光和底部灯光照射—用顶部灯光照射焊点和Chip元件时，元件部分灯光反射到camera，而焊点部分光线反射出去。与此相反，用底部（水平）灯光照射时，元件部分灯光反射出去，焊点部分光线反射到career。急用底部灯光可以得到焊点部分的影响。 中山全自动AOI检测设备技术参数AOI又称AOI光学自动检测设备，已成为制造业保证产品质量的重要检测工具和过程质量控制工具。

光电转化摄影系统

      指的是光电二极管器件和与之搭配的成像系统。是获得图像的”眼睛”,原理都是光电二极管接受到被检测物体反射的光线，光能转化产生电荷，转化后的电荷被光电传感器中的电子元件收集，传输形成电压模拟信号

      二极管吸收光线强度不同时生成的模拟电压大小不同，依次输出的模拟电压值被转化为数字灰阶0-255值，灰阶值反映了物体反射光的强弱，进而实现识别不同被检测物体的目的

      光电转化器可以分为CCD和CMOS两种，因为制作工艺与设计不同，CCD与CMOS传感器工作原理主要表现为数字电荷传送的方式的不同CCD采用硅基半导体加工工艺，并设置了垂直和水平移位寄存器，电极所产生的电场推动电荷链接方式传输到模数转换器。

      而CMOS采用了无机半导体加工工艺，每像素设计了额外的电子电路，每个像素都可以被定位，无需CCD中那样的电荷移位设计，而且其对图像信息的读取速度远远高于CCD芯片，因光晕和拖尾等过度曝光而产生的非自然现象的发生频率要低得多，价格和功耗相较CCD光电转化器也低。但其非常明显的缺点，作为半导体工艺制作的像素单元缺陷多，灵敏度会有问题，为每个像素电子电路提供所需的额外空间不会作为光敏区，域而且CMOS芯片表面上的光敏区域部分小于CCD芯片

AOI的工作原理

      AOI又称AOI光学自动检测设备，已成为制造业保证产品质量的重要检测工具和过程质量控制工具。AOI检测设备工作原理是在自动检测过程中，AOI检测设备机器通过高清CCD摄像头自动扫描PCBA产品，采集图像，将测试点与数据库中合格参数进行对比，经过图像处理，检查出目标PCBA上的焊点缺陷，并通过显示或自动标记缺陷。为维修人员维修和SMT工艺人员改进工艺参数。

      AOI系统包括多种光源照明、高速数码相机、高速直线电机、精密机械传动结构和图像处理软件。测试时，AOI设备通过摄像头自动扫描和PCB、PCB上的部件或特殊部件(包括印刷锡膏的状态、SMD组件、焊点形状及缺陷等)来捕捉图像，通过处理和数据库软件对合格参数进行比较，并综合判断元件及特性是否合格，测试结论，如元件缺失、桥接或焊点质量问题。

      AOI的工作方式与SMT当中SPI和印刷机中使用的视觉系统相同，通常使用设计规则检查和模式识别。DRC方法根据一些给定的规则检查电路图形(所有的线应该在焊点处结束，引线应该至少0.127毫米宽，至少0.102毫米间距)。该方法能从算法上保证待测电路的正确性，且具有制作简单、算法逻辑简单、处理速度快、程序编辑量小、数据占用空间小等特点，但该方法确定边界的能力较差。 视觉检测自动化设备主要测试项目尺寸检验，缺陷检测等。

AOI的设备构成

      AOI检测的工作逻辑可以分为图像采集阶段（光学扫描和数据收集），数据处理阶段（数据分类与转换），图像分析段（特征提取与模板比对）和缺陷报告阶段这四个阶段（缺陷大小类型分类等）

      为了支持和实现AOI检测的上述四个功能，AOI设备的硬件系统包括了工作平台，成像系统，图像处理系统和电气系统四个部分，是一个集成了机械，自动化，光学和软件等多学科的自动化设备

图像采集阶段

AOI的图像采集系统主要包括光电转化摄影系统，照明系统和控制系统三个部分

因为摄影得到的图像被用于与模板做对比，所以获取的图像信息准确性对于检测结果非常重要，可以想象一下，如果图像采集器看不清楚或看不到被检测物体的特征点，那么也就无法谈到准确的检出 光电转化摄影系统指的是光电二极管器件和与之搭配的成像系统。清远销售AOI检测设备生产厂家

AOI机器视觉检测系统应用领域视觉检测自动化设备的应用范围较广。中山销售AOI检测设备设备

AOI虽然具有比人工检测更高的效率，但毕竟是通过图像采集和分析处理来得出结果，而图像分析处理的相关软件技术目前还没达到人脑的级别，因此，在实际使用中的一些特殊情况，AOI的误判、漏判在所难免。

目前AOI使用中存在的问题有：

（1）多锡、少锡、偏移、歪斜的工艺要求标准界定不同，容易导致误判。

（2）电容容值不同而规格大小和颜色相同，容易引起漏判。

（3）字符处理方式不同，引起的极性判断准确性差异较大。

（4）大部分AOI对虚焊的理解发生歧义，造成漏判推诿。

（5）存在屏蔽圈、屏蔽罩遮蔽点的检测问题。

（6）BGA、FC等倒装元件的焊接质量难以检测。

（7）多数AOI编程复杂、繁琐且调整时间长，不适合科研单位、小型OEM厂、多规格小批量产品的生产单位。

（8）多数AOI产品检测速度较慢，有少数采用扫描方法的AOI速度较快，但误判、漏判率更高。 中山销售AOI检测设备设备

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