自動光學檢測 (AOI) 指南：您需要了解的有關 AOI 機器的所有信息
作者：吳慈璇 – 研發實習生
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1. 什麼是光學檢測？
在我們深入解釋自動光學檢測 (AOI) 機器之前，讓我們了解一下行業中的光學檢測。
光學檢測在光學製造中起著重要的作用，以檢查和維護光學質量，例如根據不同的標準檢測光學表面的划痕和凹痕。
檢查可以由人工進行，稱為人工檢查，也可以由光學檢查機進行。
手動檢查是使用肉眼或使用單鏡頭放大鏡、光學比較器和光學顯微鏡等輔助工具進行的。
然而，使用這些輔助工具需要移動光學器件，這增加了損壞光學器件的機會，而且也無法定量檢測缺陷。 因此，不同檢查員的判斷是不同的。
與傳統的手動檢測相比，這就是 AOI 機器在使光學檢測更容易、更快捷方面發揮作用的時候。
在確定貨物狀況良好並準備出售之前，光學檢查涉及製造過程的每個階段。
2. 什麼是自動光學檢測？
AOI 是一種基於機器的技術，通常用於光學製造行業。 它用於檢查和認證光學元件，例如平面、曲面、鍍膜和不同材料的光學元件。
平面光學元件包括窗口、反射鏡等，而曲面光學元件包括具有不同曲率的透鏡。
AOI 使用光學捕捉圖像來評估潛在的缺陷，例如尺寸缺陷和表面缺陷（例如麻點、划痕、邊緣缺口、氣泡、污點、雜質缺陷等）。 它提供快速和精確的檢查，以確保產品的高質量，沒有任何製造缺陷。
隨著產品越來越複雜，體積越來越小，人工檢測對工作人員提出了嚴峻的挑戰，因此AOI在保證產品質量方面發揮著至關重要的作用。
三、AOI機工作原理
AOI 機器取決於三個關鍵方面——照明、機器視覺相機和處理軟件。
3.1 照明
光學器件放置在高度照亮的光源下。 通過選擇合適的光源，可以更容易地投射出不同類型的缺陷。
早期的 AOI 機器使用各種照明方式，例如熒光燈、白熾燈、紫外線和紅外線，但隨著光技術的進步，較新的機器現在使用 LED 燈，顏色有紅色、綠色、白色和藍色。
LED 照明提供了更穩定的照明形式，即使其光輸出會隨著時間的推移而減少，但可以通過增加電流來抵消。 還可以使用 LED 控制光量。
因此，與熒光燈和白熾燈相比，LED 特別是同軸聚光燈、環形燈和准直燈被證明更適合各種視覺和均勻照明應用。
除了照明類型之外，光源的位置也同樣重要。 它必須確保所有區域都光線充足，以突出缺陷，因此可能需要針對不同的服務進行調整。
3.2 機器視覺相機
圖像捕獲系統拍攝產品的圖像並將其發送給 AOI 機器內的處理程序進行分析。 通常安裝一台或多台高清攝像機以提供更好的性能，並且在某些系統中，它們能夠在軟件的命令下移動。
使用的攝像機範圍從 XGA 單元到高分辨率攝像機，生成的圖像可以是單色或彩色的。 與舊相機相比，新相機具有更高的幀速率。
這導致更快的掃描速度，因此通常會生成大量數據。 因此，需要適當的處理軟件才能管理如此大量的數據。
AOI 機器的成像分辨率定義了它可以識別和捕獲的細節量。 分辨率是 AOI 機器的關鍵因素，因為它會影響檢測精度和檢測速度。 相機的分辨率定義了視野 (FOV)，它顯示了一幅圖像中包含的部分。 更寬的 FOV 允許使用更少的圖像檢查產品。
但是，由於相機的像素更多，因此捕獲每張圖像需要更多時間，從而導致較低的幀速率。 另一方面，具有更窄 FOV 的相機具有更少但更大的像素，因此具有更高的幀速率。
3.3 處理軟件
為了讓AOI機器能夠檢查產品，系統中必須已經安裝了可接受產品的信息。 有兩種方法可以對 AOI 機器進行編程：
- “金板”的使用：一個好的產品被用作AOI機器的目標，這個產品通過系統進行掃描。 它將觀察要檢查的不同方面的產品，通常需要幾個產品來為系統提供充足的差異數據。
- 基於算法的編程：系統通過向產品提供產品數據來為產品生成自己的配置文件。
4. AOI 機器 Vs。 傳統人工人工檢查
4.1 效率
人容易疲勞，在檢查過程中需要時不時地休息和休息。 每個員工一次也只能檢查一件產品，這降低了整個流程的效率。 隨著市場現在對生產的需求越來越高，並且產品越來越小，人工檢查不再是一個可行的選擇。
另一方面，機器能夠一次檢查多個產品，稱為批量檢查，不需要中斷。 它們可以遠程編程和監控，也可以全天 24 小時工作。 這可以幫助製造商滿足生產需求，因為與人類相比，他們具有更高的檢查速度。 但是，機器容易磨損，需要時不時地進行維護。 此外，如果發生意外故障，生產線的效率也會受到影響。
4.2 一致性
當疲勞開始時，人類無法保持長期的一致性，這也會影響檢查過程的效率。 研究表明，人類檢查員無法長時間保持高水平的錯誤捕獲。
檢查員的錯誤捕獲能力在工作開始後的 15 分鐘內顯著下降。 工作的複雜性和一天中的時間會影響出錯的次數。
此外，不同的檢驗員之間必然存在不一致，因為通過產品的要求對他們來說可能是主觀的。 這些將導致正在檢查的產品中出現不同的標準。
而對於機器而言，它具有極高的穩定性，能夠對所有產品保持相同的定義標準，從而保持檢查的一致性。
上一節討論了光譜儀的工作原理。 在本節中，將介紹光譜儀的組件以及每個組件的種類。
4.3 成本
人工檢查會產生高昂的勞動力成本，因為一次通常需要多名檢查員。 報告顯示，一台機器和一名操作人員可以取代 5 名人工檢查員，隨著時間的推移，節省了大量資金。 生產線越多，節省的資金和人力就越多。
然而，機器的初始成本會非常高。 培訓員工管理、編程和修理設備也將花費大量資金。 不要忘記公用事業、維修費用和保險。
4.4文檔
人工檢查報告大多是手寫的，因此更容易出現印刷錯誤。 手寫報告數據庫難以維護和分析製造過程中每個階段的報告。
機器在製造過程的每個階段以所需的文件格式生成可打印的報告，從而可以輕鬆分析錯誤並幫助保持產品質量。 因此，防止客戶投訴/拒絕並提高客戶之間的信任度和滿意度。
5. OptiNspec 比較 - AMF 與。 AOF 對比財政部
Wavelength Opto-Electronic 提供 AOI 機器稱為 優化規範 有 3 種變化：
- 自動平面微光學檢測機 (AMF)
- 自動平面光學檢測機（AOF）
- 手動平面光學檢測機 (MOF)
顧名思義，AMF和AOF是自動進行檢查的機器，而MOF是需要人操作的手動機器。 這種全系列的表面質量測試儀可以對不同材料的平面、曲面、塗層和光學器件進行質量保證和質量控制檢查。
根據標準 MIL-PRF-13830B 和等效的能見度規範標準，所有機器都經過校準以檢查光學表面上的划痕和挖痕。 它設計用於對包裝在帶有印刷網格的普通凝膠盒中的平面光學器件進行原位表面檢測，這些凝膠盒在市場上很容易買到。
AOF 和 MOF 機器用於檢測直徑最大為 25.4mm 的平面光學器件，而 AMF 系統可用於檢測直徑最大為 12mm 的平面微光學器件。
OptiNspec-AOF101 和 OptiNspec-AMF101 型號是全尺寸機器，而 MOF 和其餘 AMF 型號是台式機器。
OptiNspec-AMF103 是 WOE 發明的第一個也是最新的型號，可以測試多種類型的微透鏡。 除了平面光學器件外，還可以檢查彎曲光學器件。 除了表面檢測外，該機型也是第一個能夠進行鏡片尺寸檢測的機型。
可自動檢測平面零件的外形尺寸，如長度、角度、半徑、圓度等，並判斷尺寸是否合格。
此外，OptiNspec-AMF103可以區分各種複雜精密零件的輪廓和尺寸測量，並根據形狀自動對產品進行分類。 該機器配備人性化設計和 GUI，可實現直觀的機器操作，以及符合人體工程學的設計，有助於減輕員工疲勞。
AMF103 的一些優點和特點：
- 自動檢測不同材料平面、曲面和鍍膜光學元件的尺寸和表面缺陷
- 允許現場批量檢驗
- 檢查屬性 < 2 秒/pc 和scratch & dig < 6 秒/pc
- 減少員工疲勞從而提高生產力
- 人性化的設計，佔用更少的物理空間。
- 通過可視化識別和分離缺陷部件。
- 以所需格式快速準確地自動生成詳細報告。
6. 結論
總而言之，在這篇文章中，我們涵蓋了 AOI 機器的基本信息，人工和自動光學檢測的優缺點，以及我們提供的各種 AOI 機器之間的差異。
毫無疑問，由於技術的快速發展帶來了更多優勢（例如提高效率和降低運營成本），機器正在取代人類的工作，但在光學檢測過程的某些部分（例如操作和確保機器得到良好維護）仍然需要人類.
隨著此類技術的發明，機器操作員能夠獲得新技能，以提高公司在其他領域的生產力。
