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自动光学检测仪AOI设备的原理

2017-11-04

 自动光学检测仪主要是通过光学原理、权值成像差异数据分析原理、颜色提取方法、相似性原理和二值化原理等来执行检测的。

  在进行检测时,首先将需要检测的电路板置于AOI机台的工作平台上,对PCB进行精准定位,调出需要检测产品的检测程序,X/Y工作台会根据设定程序的命令将PCB送到镜头下面,在特殊光源的协助下,镜头会捕捉到AOI系统所需要的图像并进行分析处理,然后处理器会将X/Y平台移至下一位置对下一幅图像进行采集和分析处理,通过对图像进行连续的分析处理,以获得较高的检测速度。AOI图像处理的过程实质上就是将所采集的图像进行数字化处理,然后与预存的“标准图像”进行比较,经过分析判断,位置标示,同时生成图像文字,等待操作者进一步确认或送检修台检修。

发现缺陷并进行图像比对方法、
    (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最初图像像素色彩、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。
    (3)相似性原理。利用图像的明暗关系形成目标物的外形轮廓,比较该外形轮廓与标准轮廓的相像程度。该方法财检测元件的缺失、漏贴等比较有效。
    (4)颜色提取。任何颜色均可用红、绿、蓝三基色按照一定的比例混合而成。红、绿、蓝形成一个三维颜色立方体。颜色提取就是在这个颜色立方体中裁取一个需要的小颜色方体,即对应我们需要选取颜色的范围,然后计算所检测的图像中满足该颜色方体占整个图像颜色数的比例,检查是否满足需要的设定范围。在以红、绿、蓝三色光照的情况下,该方法最适合对电阻、电容等焊锡进行检测。
    (5)图像比对。在测试过程中,设备通过CCD摄像系统采集所测试电路板上的图像,经过图像数字化处理后输入计算机内部,与标准图像进行运算比对(比对项目包括元件的尺寸、角度、偏移量、亮度、颜色及位置等),并将比对结果超过额定误差阈值的图像通过显示器输出,并显示其在PCB上的具体位置。
    (6)二值化原理。将目标图像按一定方式转换为灰度图像,然后选取一定的亮度阈值进行图像处理,低于阈值的直接转换成黑色,高于阈值的直接转换成白色。使字符、IC短路等直接从原图像中分离出来。
    通过以上方法,自动光学检测仪能够完成丢失元件、元件极性、贴装精度、锡膏印刷或焊点品质、元件标示等缺陷的检测。

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