AOI光绪检测培训.ppt

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1、江阴职业技术学院电子信息工程系自动光学检测自动光学检测AOI 江阴职业技术学院电子信息工程系要点概述概述作用作用应用应用原理原理优缺点优缺点组成组成基本概念与术语基本概念与术语软件介绍软件介绍程序制作程序制作江阴职业技术学院电子信息工程系概述:AOI的全称是的全称是Automatic Optic Inspection（自动（自动光学检测），是基于光学原理来对焊接生产中遇到光学检测），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，主要是用来检测元器的常见缺陷进行检测的设备，主要是用来检测元器件贴装在电路板上的焊接质量的。件贴装在电路板上的焊接质量的。江阴职业技术学院电子信息工程系作用

2、:AOI不但可对焊接质量（如焊点桥接或者虚焊）不但可对焊接质量（如焊点桥接或者虚焊）进行检验，还可对光板（如表面污染、损伤、变形进行检验，还可对光板（如表面污染、损伤、变形等）、焊膏印刷质量（如焊料过量或者不足）、贴等）、焊膏印刷质量（如焊料过量或者不足）、贴片质量（如元器件漏贴、钽电容的极性错误、焊脚片质量（如元器件漏贴、钽电容的极性错误、焊脚定位错误或者偏斜、引脚弯曲或者折起）等进行检定位错误或者偏斜、引脚弯曲或者折起）等进行检查。查。AOI除了能检查目检无法查出的缺陷外，还能除了能检查目检无法查出的缺陷外，还能把生产过程中各工序的工作质量以及出现缺陷的类把生产过程中各工序的工作质量以及出

3、现缺陷的类型等情况收集、通过显示器或自动标志把缺陷显示型等情况收集、通过显示器或自动标志把缺陷显示出来，供工艺控制人员分析、管理和修整。出来，供工艺控制人员分析、管理和修整。江阴职业技术学院电子信息工程系常见缺陷常见缺陷 立碑现象即所谓的墓碑(tombstoning)、吊桥(drawbridging)、石柱(stonehenging)和曼哈顿(Manhattan)江阴职业技术学院电子信息工程系常见缺陷常见缺陷 移位是指元器件端头或引脚离开焊盘的错位现象。江阴职业技术学院电子信息工程系常见缺陷常见缺陷 焊料量不足与虚焊或断路(开路)焊点高度达不到规定要求，会影响焊点的机械强度和电气连接的可靠性，

4、严重时会造成虚焊或断路。江阴职业技术学院电子信息工程系常见缺陷常见缺陷 焊点桥接或短路桥接又称连桥。元件端头之间、元器件相邻的焊点之间以及焊点与邻近的导线、过孔等电气上不该连接的部位被焊锡连接在一起（桥接不一定短路，但短路一定是桥接）。江阴职业技术学院电子信息工程系常见缺陷常见缺陷 焊锡球又称焊料球、焊锡珠，是指散布在焊点附近的微小珠状焊料。江阴职业技术学院电子信息工程系常见缺陷常见缺陷 元件侧立 江阴职业技术学院电子信息工程系常见缺陷常见缺陷 元件面贴反片式电阻器的字符面向下。江阴职业技术学院电子信息工程系常见缺陷常见缺陷 焊点高度接触或超过元件体（吸料现象）焊接时焊料向焊端或引脚跟部移动，

5、使焊料上升高度接触元件体或超过元件体。江阴职业技术学院电子信息工程系应用:AOI放置在印刷后放置在印刷后 可对焊膏的印刷质量作工序检测。可检测焊膏量可对焊膏的印刷质量作工序检测。可检测焊膏量过多、过少，焊膏图形的位置有无偏移、焊膏图形过多、过少，焊膏图形的位置有无偏移、焊膏图形之间有无粘连。之间有无粘连。江阴职业技术学院电子信息工程系应用:AOI放置在贴装机后、焊接前放置在贴装机后、焊接前 可对贴片质量作工序检测。可检测元件贴错、元可对贴片质量作工序检测。可检测元件贴错、元件移位、元件贴反件移位、元件贴反(如电阻翻面如电阻翻面)、元件侧立、元件丢、元件侧立、元件丢失、极性错误、以及贴片压力过大

6、造成焊膏图形之失、极性错误、以及贴片压力过大造成焊膏图形之间粘连等。间粘连等。江阴职业技术学院电子信息工程系应用:AOl放置在再流焊炉后放置在再流焊炉后 可作焊接质量检测。可检测元件贴错、元件移位、可作焊接质量检测。可检测元件贴错、元件移位、元件贴反元件贴反(如电阻翻面如电阻翻面)、元件丢失、极性错误、焊点、元件丢失、极性错误、焊点润湿度、焊锡量过多、焊锡量过少、漏焊、虚焊、润湿度、焊锡量过多、焊锡量过少、漏焊、虚焊、桥接、焊球桥接、焊球(引脚之间的焊球引脚之间的焊球)、元件翘起、元件翘起(竖碑竖碑)等焊等焊接缺陷。接缺陷。江阴职业技术学院电子信息工程系原理:AOI设备的核心是图像采集和图像识

7、别系统。AOI的图像采集方式可分为两种：拍照式和扫描式。根据AOI设备中摄像机的数量以及光源的布置情况，AOI设备可分为2维、2.5维、和3维检测仪。图像识别系统主要由图像识别算法和标准图像构成，通过比较检测图像与标准图像的相似程度来对检测图像进行识别。江阴职业技术学院电子信息工程系原理:AOI设备是基于光学成像原理及图像识别技术对PCB进行的检测的设备。成像原理：成像原理：123PCB4高角度入射低角度入射漫反射表现在图像上，漫反射表面为接近原色的图像区域；发生镜面反射的表面，倾表现在图像上，漫反射表面为接近原色的图像区域；发生镜面反射的表面，倾斜角度比较大的表面（如焊锡、引脚、激光丝印等）

8、为蓝色图像区域，倾斜角斜角度比较大的表面（如焊锡、引脚、激光丝印等）为蓝色图像区域，倾斜角度比较小的表面（如未刷焊锡的焊盘、度比较小的表面（如未刷焊锡的焊盘、MARK点等）为红色图像区域。点等）为红色图像区域。江阴职业技术学院电子信息工程系江阴职业技术学院电子信息工程系如左图所示,红、绿、蓝三色的照明光从不同的角度被焊锡的表面所反射江阴职业技术学院电子信息工程系以红色为例:红色照明比其他二种位置高,所以对电路板的入射角度就深,也就是上方的光照射在焊锡平坦的表面会朝上方的相机反射,而其他光照射在焊锡表面倾斜度大的或小的地方时,不会向上垂直反射;因此,红色即意为平坦的表面部分.红色:即为无锡或是多

9、锡;同理,蓝色即为有锡江阴职业技术学院电子信息工程系典型焊接缺陷示意江阴职业技术学院电子信息工程系江阴职业技术学院电子信息工程系江阴职业技术学院电子信息工程系原理:AOI设备是基于光学成像原理及图像识别技术对PCB进行的检测的设备。图像采集原理图像采集原理：江阴职业技术学院电子信息工程系江阴职业技术学院电子信息工程系江阴职业技术学院电子信息工程系原理:AOI设备是基于光学成像原理及图像识别技术对PCB进行的检测的设备。图像识别原理图像识别原理：目前最常用的图像识别算法为灰度相关算法，通过计算归一化的灰度相关目前最常用的图像识别算法为灰度相关算法，通过计算归一化的灰度相关（normalized

10、greyscale correlation）来量化检测图像和标准图像之间的相似程度。）来量化检测图像和标准图像之间的相似程度。灰度相关的取值介于灰度相关的取值介于0 和和1之间，之间，1代表图像完全相同，代表图像完全相同，0代表图像完全不同。一代表图像完全不同。一般通过设定一个临界相关值（如般通过设定一个临界相关值（如0.65）来判断检测图像是否发生变化。）来判断检测图像是否发生变化。江阴职业技术学院电子信息工程系优点:1）检查和纠正PCB缺陷。2）能尽早发现重复性错误。3)为工艺技术人员提供SPC资料。4）能适应PCB组装密度进一步提高的要求。5）测试程序的生成十分迅速。6）能跟上SMT生产

11、线的生产节拍。7）检测的可靠性较高。江阴职业技术学院电子信息工程系缺点:AOI系统不能检测电路错误，只能作对外观检测，不能完全代替在线测（ICT）；对不可见焊点(如BGA、CSP、Flip Chip)的检测也无能为力；对PLCC也要采用侧面的CCD才能较准确的检测；AOI检测设备的可靠性、准确性不能令人完全信任；江阴职业技术学院电子信息工程系组成:AOI设备是一个复杂的系统设备，其组成结构包括软硬件两部分。接驳台两轴伺服传动系统两轴伺服传动系统相机主体设备显示终端控制计算机其他外围控制设备键盘、鼠标输入设备控制设备光源识别算法模块图像采集模块运动控制模块SPC模块软件主界面模块输出输入系统管理

12、模块硬件部分软件部分江阴职业技术学院电子信息工程系 基本概念和术语学习操作：采集标准电路板中的标准器件图像作为模板，以备检测操作中使用；学习操作：采集标准电路板中的标准器件图像作为模板，以备检测操作中使用；检测操作：采集当前电路板图像并进行检测；检测操作：采集当前电路板图像并进行检测；电路板文件电路板文件(DAT文件文件)：由学习操作产生，包含检测电路板的所有数据。电路板文：由学习操作产生，包含检测电路板的所有数据。电路板文件可以像件可以像 Word文件一样进行创建、打开、保存和另存等操作。电路板文件由一个文件一样进行创建、打开、保存和另存等操作。电路板文件由一个“电路板名称电路板名称.dat

13、”的的 文件和相对应的文件和相对应的“电路板名称电路板名称”文件夹组成；文件夹组成；CAD文件：电路板生产中存储元件代码、名称、位置等信息的文档；文件：电路板生产中存储元件代码、名称、位置等信息的文档；CAD导入：利用导入：利用CAD文件中的信息进行快速学习操作；文件中的信息进行快速学习操作；定位孔：一般的定位孔：一般的PCB板都有两个到四个的定位孔，用于在生产或加工过程中保证定板都有两个到四个的定位孔，用于在生产或加工过程中保证定位的准确。位的准确。AOI系统中的定位孔也是用来精确定位的，确定定位孔的位置后，由于系统中的定位孔也是用来精确定位的，确定定位孔的位置后，由于定位孔和元器件的相对定

14、位孔和元器件的相对 位置是固定的，所以元器件的位置也是可以准确的定出。位置是固定的，所以元器件的位置也是可以准确的定出。搜索区域：以标准模板器件为中心的一个检测器件的图像范围；搜索区域：以标准模板器件为中心的一个检测器件的图像范围；检测阈值：器件检测中的最低通过分数；检测阈值：器件检测中的最低通过分数；器件：器件：PCB电路板中的每个电子部件称为器件；电路板中的每个电子部件称为器件；元件：同一类器件的统称；元件：同一类器件的统称；模板：学习过程中确定的一个标准样板；模板：学习过程中确定的一个标准样板；器件模板：学习过程中确定的一个器件标准图像样板；器件模板：学习过程中确定的一个器件标准图像样板

15、；元件模板：同类器件的模板。元件模板：同类器件的模板。江阴职业技术学院电子信息工程系AOI软件介绍:软件主界面包括：菜单栏、工具栏、图像主窗口、缩略图窗口、元器件列表窗和状态栏五大部分 江阴职业技术学院电子信息工程系AOI软件介绍:菜单栏包含八个菜单项，它们是：“文件”菜单、“学习”菜单、“检测”菜单、“报表”菜单、“图像”菜单、“用户管理”菜单、“窗口”菜单以及“帮助”菜单。江阴职业技术学院电子信息工程系AOI软件介绍:A.文件菜单：文件菜单：载载入入电电路路板板：打开一个事先学习好的电路板文件用于接下来的检测。保保存存电电路路板板：保存学习好的电路板文件。另另存存电电路路板板：把当前学习好

16、的电路板换一个名字保存下来。重重新新登登录录：重新登录改变用户的使用权限退出系统退出系统：退出当前软件。江阴职业技术学院电子信息工程系AOI软件介绍:B.学习菜单：学习菜单：学习向导学习向导：以提示引导的方式学习一个电路板文件。转换电路板：转换电路板：用于两台不同设备间的电路板DAT文件的转换新建器件新建器件：在现有的电路板图像上学习一个新器件。确定确定：确定当前的操作。预览电路板图像预览电路板图像：采集程序所设定的最大范围。选定范围选定范围：选择用户要检测的电路板图像的范围。图像采集图像采集：采集所框定的实际范围指定定位孔指定定位孔：在当前电路板图像上指定两两个特殊标记作为该板的逻辑坐标定位

17、点。导入导入CAD文件文件：导入一个CAD文件用于学习电路板文件。学习条形码学习条形码：将电路板图像中的条形码标记作为一个器件学习下来。手动学习拼板：手动学习拼板：采用复制的形式，通过学习一块板来学习整块组合板。载入电路板图像载入电路板图像：从硬盘等永久存储介质中载入一张电路板图像。保存电路板图像：保存电路板图像：保存当前电路板的图像载入照相机图像：载入照相机图像：加载照相机所拍摄的图像保存照相机图像：保存照相机图像：保存照相机所拍摄的图像参数设置：参数设置：调整XY轴的各项运动参数、照相机参数、等其他相关设置校准：校准：校准象素摄像机：摄像机：拍摄单张图片图像：图像：单击退出照相机拍摄单张状

18、态浏览元件浏览元件：浏览一遍当前鼠标单击的器件的同型号器件江阴职业技术学院电子信息工程系AOI软件介绍:C.检测菜单检测菜单：检检测测当当前前电电路路板板：检测当前电路板中的器件的正确性。停止检测停止检测：停止当前的自动循环检测操作。自动检测自动检测：开启软件自动循环检测功能。设置搜索区域设置搜索区域：设置器件的检测范围。设置错位限制：设置检测器件中的错位限制量。设置错位限制：设置检测器件中的错位限制量。设设置置检检测测阈阈值值：设置检测器件时的最低通过分数。江阴职业技术学院电子信息工程系AOI软件介绍:D.报表菜单报表菜单：显示检验结果显示检验结果：启动检验结果分析软件。E.图像菜单图像菜单

19、：显显示示全全板板：缩小电路板图像以便观看电路板图像全貌。放大图像放大图像：放大当前电路板图像。缩小图像缩小图像：缩小当前电路板图像。实际尺寸实际尺寸：以实际图像大小显示图像。江阴职业技术学院电子信息工程系AOI软件介绍:F.用户管理菜单用户管理菜单：G.窗口菜单窗口菜单：用用户户管管理理：弹出客户管理对话框，以便管理使用该系统的人员和权限。点击窗口下列目录可显示或隐藏相应对话框点击窗口下列目录可显示或隐藏相应对话框H.帮助菜单：帮助帮助：系统帮助文件。公司主页公司主页：访问本公司的主页。技术支持技术支持：取得相关的技术支持信息。关于关于：关于本系统的一些简单信息和版权信息。江阴职业技术学院电子信息工程系AOI程序的编制程序的编制:选择检测区域选择检测区域采集图像采集图像学习定位孔学习定位孔学习定位器件学习定位器件学习器件学习器件学习焊盘学习焊盘学习焊脚学习焊脚学习条形码学习条形码保保 存存学习完成学习完成图像预览图像预览江阴职业技术学院电子信息工程系电路板的检测:放板放板结束结束是否有错误是否有错误（机器自动（机器自动判断）判断）是否真/假？选选择择处处理理方方式式1“学习”2“通过”选选择择错错误误类类型型假真点击点击“”，开始检测，开始检测继续检测是否