自动光学检测AOI原理

　　AOI即自动光学检测，是在批量生产中采用的一种在线检测方法。AOI是将电路板上的器件或者特征(比如焊点)捕捉成像，通过软件处理，判断这一器件或者特征是否完好，然后得出检测结果，判断诸如元件缺失、极性反转、焊接锡桥或者焊点质量问题等。

　　在AOI出现以前，是由操作员人工完成板子的检测。这个工序包括许多名操作员在生产线的工位上用显微镜工作。一般检测板子表层，是否有元器件缺陨，错贴或焊膏缺陷。板子用象限定位法检测，每个工位检测板子的1/4。虽然对于小板子来说，这种检测方法是容易实现的，随着板子尺寸增加，并有成千上万的元器件，这种检测方式不堪重负了。检测要素是精确性和可靠性，而人工检测在做得Z好的情况下也有其局限性。

　　对于电子制造服务商，更大的问题是人工检测的时间太长。每个检测工位的工作时间要附合线上板子的传送时间，以保持生产线的流畅，如果有一个工位检测时间延迟了，就会影响到整个生产线。对于较大的板子，检测点增加了，简单的肉眼评估法跟不上生产线的速度，另外因此而涉及到雇用辅助操作员和搬运员的问题，这会引起额外劳动力成本和人力资源问题。

　　为了进行质量控制，在SMT生产线上要进行有效的检测。

　　由于电路板尺寸大小的改变提出更多的挑战，因为它使手工检查更加困难。为了对这些发展作出反应，越来越多的原设备制造商采用AOI。

　　通过使用AOI作为减少缺陷的工具，在装配工艺过程的早期查找和消除错误,以实现良好的过程控制.早期发现缺陷将避免将坏板送到随后的装配阶段，AOI将减少修理成本避免报废不可修理的电路板出现。

　　1、编程简单

　　AOI通常是把贴片机编程完成后自动生成的TXT辅助文本文件转换成所需格式的文件，从中AOI获取位置号、元件系列号、X坐标、Y坐标、元件旋转方向这5个参数，然后系统会自动产生电路的布局图，确定各元件的位置参数及所需检测的参数。完成后，再根

　　AOI又叫自动光学检测仪，AOI系统的作用就是检测PCB在生产过程中有可能出现的上述不良缺陷，通过控制并及时调整工艺，从而提高产品的品质与生产产能。通常AOI系统检测系统用在内外层生产的关键工序控制点上，防止大批批量的报废。

　　AOI经过十几年的发展，技术水平仍处于高速发展阶段，如何实现Z佳的检测效果，一直是各AOI厂商不断攻关的技术话题。目前国内市场上可见的AOI品牌众多，每种AOI各有所长;每个品牌的AOI优势主要体现于其不同的创新核心软件算法，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照明系统给被检测的元器件以360度全方位照明，然后利用高清晰的CCD摄像机高速采集被检测元器件的图像并传输到电脑，专用的AOI软件根据已经编制的检测程序进行比较、分析;判断被检测元器件是否符合预订的工艺要求。简单来说AOI检测元器件的过程就是模拟人工目视检查SMT元器件，是将人工目视检测自动化、智能化、程序化。

　　图像获取就是用CCD摄像机把物体表面的光信号转换成为电信号送入图像采集卡。图像采集卡将图像数字化送入计算机，这个过程很直观，容易理解。图像送入计算机之后，AOI是如何检测元件的质量呢?

　　光学原理：

　　AOI采用环形塔状的三色LED光源照明，由不同的角度射出红(R)、绿(G)、蓝(B)以及三色光组合得到的白色(W)光分别投射到PCB上，对被测元器件予以360度全方位照明。AOI通过光的反射、斜面反射、漫反射分别得到元件本体、焊点、焊盘的不同颜色信息。

　　图像比对原理：

　　AOI是通过CCD摄像机抓取，再经过图像处理(即根据像素分布、亮度和颜色等信息转化成为我们所需要的数字信号)。AOI将这些数字信号通过某种数学计算方法得到一个标准的误差阀值，

　　AOI即自动光学检测仪，是应用于表面贴装生产的一种自动光学检查装置，可有效的检测印刷质量、贴装质量以及焊点质量。使用AOI作为减少缺陷的工具，在装配工艺过程的早期查找和消除错误，以实现良好的过程控制。

　　1、AOI维修硬盘常见故障

　　①硬盘在运行程序的时候非常慢，而且还伴有死机的情况;

　　②AOI启动画面提示找不到硬盘;

　　③硬盘发出咔咔异常响声，系统无法启动;

　　④硬盘电路板烧毁、冒烟;

　　⑤误删除、误格式化、误还原、误分区、病毒入侵等数据的恢复

　　解决办法：备份数据，重装系统。

　　2、维修AOI键盘常见故障现象

　　①AOI键盘某个按键失灵;

　　②键盘进水;

　　③键盘自动重复按键。

　　解决办法：更换键盘。

　　3、维修工控机电池(UPS)常见故障现象

　　①AOI(UPS)电池不充电;

　　②使用电池不能开机;

　　③电池能充电，放电时间特别短。

　　解决办法：更换新的电池。

　　要给AOI设备一个良好的工作环境。如当AOI运行时对磁盘或硬盘进行读写操作时出现震动，驱动器会严重磨损或导致硬盘损坏。如果要靠墙放置，距离墙壁至少应有的间隙，以保证散热良好，否则，会导致元器件加速老化。AOI具体要做好以下几点：

　　AOI机箱的维护保养：

　　AOI机箱中包括工控电源、无源底板、风扇。

　　AOI工控电源：它是为N小时不间断开机服务的，所以它的性能较好，主要需注意的是尽量减少灰尘的进入，防止灰尘影响风扇的运行。防止瞬时断电，瞬时断电又突然来电往往会产生一个瞬间极高的电压，很可能“烧”坏电脑，电压的波动(过低或过高)也会对电脑造成损伤。因此，应尽量配备电源。另外，还应防静电、防雷击。

　　AOI无源底板：它是为各种板卡包括(显卡、声卡、网卡等)提供电源的，它的日常维护要注意三点，不能在底板带电的情况下拨插板卡，插拨板卡时不可用力过大，用酒精等清洗底板时，

　　AOI即自动光学检测仪，运用高速高精度视觉处理技术自动检测PCB上各种不同贴装错误及焊接缺陷，PCB板的范围可从细间距高密度板到低密度大尺寸板，从表面贴装回流焊工艺板到插件波峰焊工艺板。AOI检测方式分为离线半自动检测和在线自动检测两种形式，从而实现生产制程的过程控制。

　　在SMT中，AOI技术具有PCB光板检测、焊膏印刷检测、元件检验、焊后组件检测等功能。在进行不同环节的检测时，其侧重也有所不同。

　　1、PCB检测

　　早期的PCB生产中，检测主要由人工目检配合电检测来完成。随着电子技术的发展，PCB布线密度不断提高，人工目检难度增大，误判率升高，且对检测者的健康损害更大;电检测程序编制更加繁琐，成本更高，并且无法检测某些类型的缺陷。因此，AOI越来越多地应用于PCB制造中。在PCB生产流程中，基板的制作、覆铜有可能产生一些缺陷，但主要缺陷在蚀刻之后产生，AOI一般在蚀刻工序之后进行检测，主要用来发现其上缺少的部分和多余的部分。

　　AOI一般可以发现大部分缺陷，存在少量的漏检问题，不过主要影响其可靠性的还是误检问题。PCB加工过程中的粉尘、沾污和一部分材料的反射性差都可能造成虚假警报，因此目前在使用AOI检测出缺陷后，必须进行人工验证。

　　2、焊膏印刷检测

　　焊膏印刷是SMT的初始环节，也是大部分缺陷的根源所在，大约60~70%的缺陷出现在印刷阶段。如果在生产线的初始环节排除缺陷，可以Zda限度的减少损失，降低成本。因此，很多SMT生产线都为印刷环节配备了AOI检测。

　　印刷缺陷有很多种，大体上可以分为焊盘上焊膏不足、焊膏过多;大焊盘中间部分焊膏刮擦、小焊盘边缘部分焊膏拉尖;印刷偏移、桥连及沾污等。形成这些缺陷的原因包括焊膏流变性不良、模板厚度和孔壁加工不当、印刷机参数设定不合理、精度不高、刮刀材质和硬度选择不当、PCB加工不良等。通过AOI可以有效监控

　　AOI即自动光学检测，现已成为电子制造业确保产品质量的重要检测和过程质量控制工具，因此，如何从重多的AOI品牌中选择和利用适合自己要求的AOI，已成为广大电子制造工作者十分关心的问题。

　　要选择一台适合自己AOI产品，我们首先要先了解AOI的基本架构和组成。

　　AOI是由视觉系统、机械系统、软件系统和操作平台组成。视觉系统主要是执行图像采集功能;机械系统是执行将所检物体传送到指定的检测点;软件系统是将所采集的图像进行分析和处理。这几大系统的整合是由软件系统来完成，因此软件的优劣，是AOI的检测能力强弱的重要因素。

　　AOI的视觉系统是由相机和光源组成。

　　1、相机的选择

　　AOI的相机按摄取图像的模式分为面阵相机和线阵相机。面阵相机是采用拍摄一幅一幅的图片的方式取像;线阵相机是逐行扫描方式取像，面阵相机的优点是图像的还原性较好，打光的角度容易调整，容易得到较清晰的图像，因而市面上的AOI绝大多数厂商使用这类相机。线阵相机的图像还原性较差，打光的角度难以调整，是目前误判率Zgao的AOI，采用这类相机的唯yi优点是检测的速度相对快一点，但检测小板时，它的检测速度又要相对慢一些。因此，对相机的选择应该Z好选择面阵相机。

　　面阵相机又分模拟相机和数字相机(CCD)两类。模拟相机目前在AOI的市面上应用Z多，因为模拟相机在对图像处理时，要经过多次ND、D/A转换，因而图像容易失步，从而造成图像处理障碍，导致误判，但模拟相机的价格较便宜。大量使用数字相机是AOI发展的必然趋势，数字相机Zda优点在于图像的还原性好，便于软件对图像的分析和处理，但价格较高。

　　判别模拟相机和数字相机的主要方法是：看这一相机在对图像采集时是否需要图像采集卡。需要图像采集卡的相机是模拟相机，另外，模拟相机的外形尺寸也比数字相机大得多。

　　2、光源的选择

　　光源是AOI的眼

　　AOI的全称是自动光学检测，是基于光学原理来对焊接生产中遇到的常见缺陷进行检测的设备。AOI是新兴起的一种新型测试技术，但发展迅速，很多厂家都推出了AOI测试设备。

　　基本的AOI技术包含下列子系统：①高速高精度XY方向的运动控制系统;②机械光学系统;③高精度高可靠性图像采集系统;④智能图像识别与错误检测系统。这些子系统构成了一个与多维测量和错误检测密切相关的设备。

　　注意到AOI识别是机器视觉在印刷电路板领域的具体应用，换言之，印刷电路板的缺陷检测实质上是属于模式识别的范畴。它将PCB上的不同缺陷视为不同的模式类，从采集到的图像信号中提取和选择特征，根据特征向量构造判别函数，进行缺陷分类，即模式识别。

　　识别算法的好坏直接影响到智能图像识别系统的性能，进而影响整个AOI系统的性能。从机器视觉的发展来看，目前在AOI上面至少可以完整地应用以下的视觉识别算法。

　　图形识别法是将AOI系统中存储的数字化图像与实际检测图像比较，从而获得检测结果。如检测PCB电路时，首先按照一块完好的PCB或根据计算机辅助设计模型建立起检测文件(标准数字化图像)与检测文件(实际数字化图像)进行比较。

　　这种方式的AOI检测精度取决于标准图像、分辨力和所用检测程序，可取得较高的检测精度，但具有采集数据量大，数据实时处理要求高等特点。

　　随着计算机的快速发展，AOI也采用了目前许多成熟的图像分析技术，包括模板匹配法(或自动对比)、边缘检测法、特征提取法(二值图)、灰度直方图法、傅里叶分析法、光学特征识别法等，每个技术都有优势和局限。

　　模板比较法通过获得物体图像，如片状电容或QFP，并用该信息产生一个刚性的基于像素的模板。在检测位置的附近，传感器找出相同的物体。当相关区域中所有点进行评估之后，找出模板与图像之间有Z小差别的位置停止搜寻。AOI系统为每