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掌握核心技术 驾驭光的运用

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一文速懂:制造一流的光学检测设备需要哪些技术?

日期:2023-07-31 来源:OB体育科技

现在,工业制造装配与生产线采用自动光学检测(Automated Optical Inspection,简称AOI)设备,已是非常普遍的趋势现象,用以检测组件、部件与产品,提高企业质量管理能力。

 

工业4.0时代,工业制造的趋势是数字化、智能化、集成化、互联化、人机交互融合化。一流的AOI设备必须点满这些“技能”,才能满足高精密、高质量、高效率的工业生产与制造需求

 

那么,制造这种智能化、集成化程度更高的一流AOI设备需要具备怎样的技术呢?

 

简单点说就是:需要深度融合光、机、电、软、算等五个维度的多种关键技术,每一维度的技术选择都要力求极致适配工业场景需求,而被集成在一起

 

 

 

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“光”代表光学。

 

机器视觉检测过程里,图像/数据采集需要运用到各种光学技术,作为工业制造的“智慧之眼”。

 

目前机器视觉主要运用到视觉检测、激光检测、微分干涉、光栅条纹、共焦光谱、红外/拉曼光谱、DR/CT等光学技术,涵盖2D、3D成像,助使AOI设备实现识别、测量、定位、检测等功能,满足不同的检测需求。

 

光学系统的设计和优化对于设备检测效果非常关键。一流的AOI设备选用更匹配被测物的光学采集技术,才能以更高精度、更高准度、更高速度、更多维度的方式采集信息。

 

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"机"代表机械。

 

主要指设备的硬件系统部分,由具有不同功能的精密机械结构以及载板组成。

 

具体包括图像采集硬件系统(光学系统和图像传感器的硬件部分)、运动控制硬件系统(电机、滑台、轨道、夹具,平台、镜头的移动结构,用于控制相机和待检物品的相对位置和运动)等。

 

机械部分的稳定性与精确度、自动化程度与运行速率,直接影响到检测的准确性与效率性

 

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"电"代表电子。
 
电子主要涉及设备的电气控制部分,由若干电气原件组合,主要功能是自动控制、保护、监视、测量等,具体构成有电源管理、信号处理、马达驱动、传感器接口、指示灯等。
 
良好的电气设计能保证设备稳定运行,并有效处理各种信号,以实现自动化检测。

 

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"软"代表软件。

 

AOI设备需要通过特定的软件去控制各个部分的运行,包括运动控制、图像采集、图像处理、处理流程、数据库管理、设备控制逻辑、用户界面(UI)设计等。

 

软件的作用,就是对运用光学检测技术采集到的数据进行处理与分析

 

一流的AOI设备,软件部分的发展趋势是高度集成化,集成不同的功能模块、不同的算法模型,形成集成化一体式软件平台。

 

OB体育科技AOI设备的软件系统为例,两大集成化程度很高的软件平台:SGamma机器视觉平台和慧视质检分析平台

 

SGamma机器视觉平台,主要集成机器视觉检测过程中运用到不同算法与功能模块,包括图像处理、数据处理、数据分析等方面的算法与功能模块,各算法和功能之间具有互操作性。

 

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OB体育科技SGamma机器视觉平台界面

 

慧视质检分析平台,主要将数据分析、数据应用的诸多功能集成在一起,包括态势分析、工艺分析、质量分析、电子看板、报警管理、消息推送等方面的数据应用模块,可以输出SPC等方面的分析图表,赋能质量管理。

 

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OB体育科技慧视质检分析平台界面

 

此外,根据需求,慧视质检分析平台还可以与SGamma机器视觉平台集成在一起,实现统一互通化操作

 

 

 

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"算"代表算法。

 

AOI设备主要运用到2D&3D视觉算法、光谱图像采集算法、图像处理算法、机器学习与AI深度学习算法、信号管理算法、运动控制算法等。

 

一流的AOI设备,会把丰富多样的算子模型,集成到统一的机器视觉软件平台,以方便高效率操作。

 

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 OB体育科技AOI设备常用的算法

 

用于构建软件的算法系统,是机器视觉检测的“大脑”,赋予软件各种信息处理功能,实现自动化分析和判断。“大脑”越发达,AOI就越智能。

 

通过算法,图像数据被转化为有意义的信息,比如检测产品的尺寸、外观、缺陷、有无等信息。

 

算法的精度和效率,直接决定设备的检测性能。

 

一流的AOI设备,要深度融合AI深度学习算法。运用深度学习智能算法的AI智能检测技术,可以解决传统视觉检测无法处理无规律复杂图像的难题,还可以系统内部不断校优,实现“模板学习→验证→模板丰富→检测更精准→模板更丰富→检测更精准”的良性循环。

 
 

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 OB体育科技AI智能检测的优势

 

AOI设备通常都会涉及光、机、电、软、算多种技术,然而,单单集成这五个方面的技术还不一定能够成为一流的AOI设备,还需要在五个方面的技术选择上都力求极致,包括更先进与适配的光学技术、高精密的机械系统、自动而精稳的电气控制系统、集成一体化的软件系统、基础算法之上再融合AI深度学习算法等。

 

只有这样,才能打造出数字化、智能化、集成化、互联化、人机交互友好的一流AOI设备,为工业制造解放人力、提高质量、提高良率和效率,助力半导体、泛半导体、3C电子产品、新能源汽车等行业企业,向智能制造与质量制造转型


 


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