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SMT統計建模在AOI中的運用技巧


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A、為什么要使用AOI,AOI的優點,為了對電子產品進行質量控制,在SMT生產線上要進行有效的檢測,因此要使用AOI,其優點: 
1、編程簡單,AOI通常是把貼片機編程完成后自動生成的TXT輔助文本文件轉換成所需格式的文件,從中AOI獲取位置號、元件系列號、X坐標、Y坐標、元件旋轉方向這5個參數,然后系統會自動產生電路的布局圖,確定各元件的位置參數及所需檢測的參數。完成后,再根據工藝要求對各元件的檢測參數進行微調。
2、操作容易 ,由于AOI基本上都采用了高度智能的軟件,所以并不需要操作人員具有豐富 的專業知識即可進行操作。 
3、故障覆蓋率高 
由于采用了高精密的光學儀器和高智能的測試軟件,通常的AOI設備可檢測多種生產缺陷,故障覆蓋率可達到80%。
4、減少生產成本 
由于AOI可放置在回流爐前對PCB板進行檢測,可及時發現由各種原因引起的缺陷,而不必等到PCB板過了回流爐后才進行檢測,這就大大降低了生產成本。
B、傳統AOI的圖像處理方法以及其缺陷  
1、模板比較 
傳統的模板比較是對一個元件的圖像在視覺系統設定一個平均值,且將該信息來產生一個基于像素的剛性模板。用這種比較剛性的模板來檢查PCB板中的元件時,則要求剛好與之吻合,或給予一定限量的誤差后進行確認。這樣就很難把握一定限量的誤差范圍參數。因此,這種模板有兩方面的缺陷:其一,如果模板太僵硬,可能產生對元件的誤判;其二,如果允許的誤差范圍過大,則易導致漏判。
2、測量法 
測量法是對拍攝的元件進行測量,將其作為一個矩形,測量其長、寬、中心坐標、角度等參數,然后同標準參數進行比較,看測量結果是否符合誤差范圍。
傳統的AOI在測量時,會遇到下列問題: 
●PCB元件邊緣不可能是非常規則的(至少元件圖像的邊緣不太規則),這樣電腦就不可能非常準確地找到元件邊緣,測試的長、寬以及坐標角度等結果就不會準確。
●特別是元件體顏色同PCB板背景顏色接近時,很難準確找到邊界,這就給視覺系統造成有元件而不能準確判斷的誤判和漏判。
因為以上原因,AOI很難準確測量,表現為重復精度差,誤判多。 )
C、統計外形建模技術在AOI中的應用 
設計將用戶從運算法則的復雜性分開,通過顯示一系列要確認物體的例子,該方法使用一個令人驚訝的直截了當的數學技術,來自動計算出怎樣識別合理的圖像變化,叫做統計外形建模技術。 
1、統計外形建模技術要建立三方面的信息 
本系統采用統計方法進行學習,目的是讓系統盡量認識OK元件可能出現的各種情況,讓系統在內部建立一個判別方法: 
●首先確定好的元件應該像什么 
首先要確定PCB板中的元件像什么,形成一組基本參數。 
假如,一個“外星人”對地球人類的認識。當他們首先看到的是一群小學一年級的男生時,獲得這就是“人”的信息后,就產生了“人”的概念,即:有頭發、五官、四肢、身高。 
●好板會有什么樣的變化
PCB板中的元件和標準元件參數的比較允許存在一定范圍的可變參數。 
例如(接上例):“外星人”在“人”的認識上的標準是“有頭發、五官、四肢、身高”,但“人”在“頭發的長度、身高”上是會有變化的。
●變化到多少為合理 
通過對PCB板中的元件的認識,達到與標準元件參數的比對誤差范圍要求后就合理了。例如(接上例):“外星人”在“人”的認識上的可變范圍有:頭發的變化范圍(10cm±5cm左右),身高的變化范圍(1.1m±0.2m左右),除此外,則不視為“人”。 
2、可以不斷學習,不斷調整,學習次數不受限制 
在對PCB板中OK元件的學習時,系統允許工作人員根據誤差范圍進行不斷地調整,不斷地學習,且學習的次數不受限制。 
例如(接上例):當“外星人”再看到一群小學一年級的女生時,首先認為她們不是“人”。當得到這也是“人”的信息時,于是對“人”的認識的概念又發生了變化,即:在原來的基礎上,頭發的長度發生了變化。當“外星人”再看到初中、高中的男女生,得到的信息這也是“人”時,在之前認識的“人”的基礎上,由于“人”的身高變化,他們的感知又一次發生了變化。 \iX5(N08  
在此后,“外星人”不斷對“人”的概念產生新的認識,如嬰幼兒、中年男女、老年男女、胖瘦、不同膚色、健康狀況等,當都視為“人”這個概念時,就對“人”產生了一個整體、完整的認識。 
3、統計外形建模技術的優點 
●它只需要建立一個靈活的數學模型,每次只需比較一次。傳統的AOI則需要建立多個模型來進行比較。 
●在學習調試過程中,所需時間很短,一般只需(1~2)小時,且誤判少,比傳統的AOI調試時間快幾倍,甚至幾十倍。
4、統計建模的學習次數 
●對于PCB板的學習,至少要20塊板以上。對于操作人員來說,需要全部 學習。  
●對每種元件至少要學習100次。同一PCB板上的有些元件重復數量較多, 
20塊板的學習后即可,但對于同類PCB板中數量少的元件則需要限量學習,以達到所需學習的次數。 
D、采用統計建模技術的AOI 

    隨著電子技術的不斷小型化和高密度組裝趨勢,對AOI的檢測要求也越來越嚴密。目前國內外有幾家AOI已采用了統計建模技術,如美國的AOI,以及國內第一家Aleader的AOI。AOI在SMT生產線中的應用已愈來愈廣泛,它不僅能代替人工目視檢驗,并檢查人工無法檢查的日趨小型化、高密度的產品,而且節省人工目視傳統檢驗的工作量,降低人工成本。因此,不斷創新中的AOI受到了廣大電子產品生產商的青睞。

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