AOI的全稱是自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)，是基于光學(xué)原理來(lái)對(duì)焊接生產(chǎn)中遇到的常見(jiàn)缺陷進(jìn)行檢測(cè)的設(shè)備。AOI是新興起的一種新型測(cè)試技術(shù)，但發(fā)展迅速，很多廠家都推出了AOI測(cè)試設(shè)備。

AOI核心技術(shù)

　　基本的AOI技術(shù)包含下列子系統(tǒng)：①高速高精度XY方向的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng);②機(jī)械光學(xué)系統(tǒng);③高精度高可靠性圖像采集系統(tǒng);④智能圖像識(shí)別與錯(cuò)誤檢測(cè)系統(tǒng)。這些子系統(tǒng)構(gòu)成了一個(gè)與多維測(cè)量和錯(cuò)誤檢測(cè)密切相關(guān)的設(shè)備。

　　注意到AOI識(shí)別是機(jī)器視覺(jué)在印刷電路板領(lǐng)域的具體應(yīng)用，換言之，印刷電路板的缺陷檢測(cè)實(shí)質(zhì)上是屬于模式識(shí)別的范疇。它將PCB上的不同缺陷視為不同的模式類，從采集到的圖像信號(hào)中提取和選擇特征，根據(jù)特征向量構(gòu)造判別函數(shù)，進(jìn)行缺陷分類，即模式識(shí)別。

　　識(shí)別算法的好壞直接影響到智能圖像識(shí)別系統(tǒng)的性能，進(jìn)而影響整個(gè)AOI系統(tǒng)的性能。從機(jī)器視覺(jué)的發(fā)展來(lái)看，目前在AOI上面至少可以完整地應(yīng)用以下的視覺(jué)識(shí)別算法。

AOI圖形識(shí)別法

　　圖形識(shí)別法是將AOI系統(tǒng)中存儲(chǔ)的數(shù)字化圖像與實(shí)際檢測(cè)圖像比較，從而獲得檢測(cè)結(jié)果。如檢測(cè)PCB電路時(shí)，首先按照一塊完好的PCB或根據(jù)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)模型建立起檢測(cè)文件(標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字化圖像)與檢測(cè)文件(實(shí)際數(shù)字化圖像)進(jìn)行比較。

　　這種方式的AOI檢測(cè)精度取決于標(biāo)準(zhǔn)圖像、分辨力和所用檢測(cè)程序，可取得較高的檢測(cè)精度，但具有采集數(shù)據(jù)量大，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理要求高等特點(diǎn)。

AOI圖像分析技術(shù)

　　隨著計(jì)算機(jī)的快速發(fā)展，AOI也采用了目前許多成熟的圖像分析技術(shù)，包括模板匹配法(或自動(dòng)對(duì)比)、邊緣檢測(cè)法、特征提取法(二值圖)、灰度直方圖法、傅里葉分析法、光學(xué)特征識(shí)別法等，每個(gè)技術(shù)都有優(yōu)勢(shì)和局限。

　　模板比較法通過(guò)獲得物體圖像，如片狀電容或QFP，并用該信息產(chǎn)生一個(gè)剛性的基于像素的模板。在檢測(cè)位置的附近，傳感器找出相同的物體。當(dāng)相關(guān)區(qū)域中所有點(diǎn)進(jìn)行評(píng)估之后，找出模板與圖像之間有Z小差別的位置停止搜尋。AOI系統(tǒng)為每個(gè)要檢查的物體產(chǎn)生這種模板，通過(guò)在不同位置使用相應(yīng)模板，建立對(duì)整個(gè)板的檢查程序，來(lái)查找所有要求的元件。

　　但是由于元件檢測(cè)圖像很少完全匹配模板，所以用兩種方法來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題：①可以用一定數(shù)量的容許誤差來(lái)確認(rèn)匹配的，如果模板太僵硬，可能產(chǎn)生對(duì)元件的“誤報(bào)”;如果模板松散到接受大范圍的可能變量，也會(huì)導(dǎo)致“漏報(bào)”;②可以根據(jù)同類的眾多良品進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)模板的計(jì)算，或者叫“特征元件”，這樣可以Zda限度提取該類元件的共性特征，從而降低誤報(bào)率。

AOI運(yùn)算法則

　　將幾種成熟的、流行的圖像分析技術(shù)結(jié)合在一個(gè)“”內(nèi)，形成一個(gè)運(yùn)算法則，特別適合于特殊元件類型。在有許多元件的復(fù)雜板上，傳統(tǒng)的AOI，可能形成眾多的不同運(yùn)算法則，要求工程師在需要改變或調(diào)整時(shí)做大量的重新編程。

　　為了解決一些問(wèn)題，在圖像分析領(lǐng)域中要有適當(dāng)?shù)闹R(shí)，再就是傳統(tǒng)的AOI要不斷廣泛地再編程，調(diào)整AOI方法以接納合理的變化。對(duì)一個(gè)新板設(shè)計(jì)或優(yōu)化一個(gè)檢查程序時(shí)，可能花上一到兩天，甚至幾周作細(xì)小的扭轉(zhuǎn)，采用新技術(shù)后，這一過(guò)程變得快速而簡(jiǎn)潔。

AOI基于機(jī)器學(xué)習(xí)的缺陷檢測(cè)與分類

　　AOI技術(shù)向智能化方向發(fā)展是SMT發(fā)展帶來(lái)的必然要求。在SMT的微型化、高密度化、快速組裝化、品種多樣化發(fā)展特征下，檢測(cè)信息量大而復(fù)雜，無(wú)論是在檢測(cè)反饋實(shí)時(shí)性方面，還是在分析、診斷的正確性方面，依賴人工對(duì)AOI獲取的質(zhì)量信息進(jìn)行分析、診斷幾乎已經(jīng)不可能，代替人工進(jìn)行自動(dòng)分析、診斷的智能AOI技術(shù)成為發(fā)展的必然。

　　對(duì)各種缺陷的特征提取和缺陷識(shí)別與分類進(jìn)行研究;針對(duì)高密度PCB視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)中要檢測(cè)的缺陷細(xì)小，缺陷的種類繁多，特征不易確定等問(wèn)題，對(duì)于各種不同缺陷的特征提取技術(shù)和各種分類方式進(jìn)行研究，采用機(jī)器學(xué)習(xí)的方法，設(shè)計(jì)不同的分類器，并對(duì)不同分類器的分類效果和誤差進(jìn)行比較和分析，采用優(yōu)化的分類器可以實(shí)現(xiàn)對(duì)缺陷的快速檢出和準(zhǔn)確分類，并盡可能地提高分類器的智能化水平。

AOI與SPC緊密結(jié)合

　　AOI在檢測(cè)過(guò)程中，需要缺陷統(tǒng)計(jì)和分類與SPC緊密結(jié)合。所謂SPC即統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制，主要是指應(yīng)用統(tǒng)計(jì)分析技術(shù)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，科學(xué)的區(qū)分出生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)品質(zhì)量的隨機(jī)波動(dòng)與異常波動(dòng)，從而對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的異常趨勢(shì)提出預(yù)警，以便生產(chǎn)管理人員及時(shí)采取措施，消除異常，恢復(fù)過(guò)程的穩(wěn)定，從而達(dá)到提高和控制質(zhì)量的目的。

　　一般地AOI能實(shí)現(xiàn)兩類測(cè)量，即缺陷檢測(cè)(傳統(tǒng)意義的AOI應(yīng)用)和每塊PCB的差異測(cè)量，對(duì)有效的過(guò)程控制而言，兩類測(cè)量都需要。其中差異測(cè)量對(duì)實(shí)時(shí)SPC應(yīng)用非常重要，它會(huì)根據(jù)AOI系統(tǒng)類型及它所處生產(chǎn)線位置的不同而不同。為使AOI/SPC成功用于生產(chǎn)線上，AOI系統(tǒng)必須能產(chǎn)生錯(cuò)誤處理和報(bào)警，誤判率和缺陷檢測(cè)靈敏度會(huì)受檢查參數(shù)的影響，生產(chǎn)工藝變量越多，誤判的可能性就越大，缺陷檢測(cè)的復(fù)雜程度也越大。因此選擇在印刷、貼片、回流焊后或波峰焊后進(jìn)行檢查，誤判率會(huì)有明顯的不同。