CN109001222A - 一种aoi自动查酶设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种AOI自动查酶设备及方法，其中设备包括：工作台，用于放置产品；摄像组件，用于获取所述产品的产品图像，并发送给处理器；处理器，用于将所述产品图像与标准图像进行比对，并将比对结果中超过额定的误差阀值的NG产品图像的对比结果及位置信息通过显示器输出；移动控制组件，用于控制所述工作台和所述摄像组件移动。本发明所提供的AOI自动查酶设备利用所述处理器和所述移动控制组件的设置，可以通过自动获取所述产品图像并将所述产品图像与标准图像进行自动比对，有效提高对查酶效率和检测精度，产品质量一致，减轻员工工作强度。

Description

一种AOI自动查酶设备及方法

技术领域

本发明涉及查酶设备领域，特别是涉及一种AOI自动查酶设备及方法。

背景技术

目前，金试条查酶工序采用的是人工显微镜查酶方法，人工从烘道出口下料后上显微镜查询是否有溢酶、不散、杂质等不良。

现有技术中的人工查酶方法，容易受到操作人员疲劳、情绪、工作惰性、熟练程度、人员更换等外界诸多因素干扰，使得对产品的合格与否没有明确的标准，不利于产品质量的控制；对于微小型高精度检测，人工检测工作强度相当大，且效率低下。现有的人工查酶，平均每片基板需要花费100s左右的时间方可完成，烘道出口需设置4-6人次才能满足产能需求，会消耗大量的人力。

因此，如何有效提高查酶工序的效率和精度，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种AOI自动查酶设备及方法，用于提高效率和检测质量，降低工人的劳动强度。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种AOI自动查酶设备，包括：

工作台，用于放置产品；

摄像组件，用于获取所述产品的产品图像，并发送给处理器；

处理器，用于将所述产品图像与标准图像进行比对，并将比对结果中超过额定的误差阀值的NG产品图像的对比结果及位置信息通过显示器输出；

移动控制组件，用于控制所述工作台和所述摄像组件移动。

优选的，还包括打点部件，所述打点部件用于将所述NG产品图像的位置在基板上标出；所述移动控制组件包括用于控制所述打点部件移动的打点移动部件。

优选的，所述移动控制组件还包括：

用于控制所述工作台移动的台面移动部件；

用于控制所述摄像组件移动的摄像移动部件；

用于确定所述台面移动部件、所述摄像移动部件以及所述打点移动部件移动位置的传感限位器；

用于根据所述传感限位器采集的信息，控制所述台面移动部件、所述摄像移动部件以及所述打点移动部件移动的控制器。

优选的，所述台面移动部件为第一导轨，所述工作台安装在所述第一导轨上；所述摄像移动部件为第二导轨，所述摄像移动部件安装在所述第二导轨上；所述打点移动部件为气动标识机，所述打点部件为油性笔，所述打点部件安装在所述气动标识机的端部。

优选的，所述摄像组件包括相机、镜头和用于为产品提供亮度的光源发生器，所述光源发生器可发出白色同轴光源。

优选的，所述工作台上安装有真空发生器和用于安装所述真空发生器的真空吸盘固定部件，当所述工作台上检测到放置有所述产品时，所述真空发生器可对所述产品吸附定位。

一种AOI自动查酶方法，包括以下步骤：

步骤S1：确定标准图像和误差阈值；

步骤S2：获取产品图形，根据预设的算法检测程序，将所述产品图形与所述标准图像进行比对，将比对结果中超过设定的所述误差阀值的NG产品图像的对比结果及位置信息通过显示器输出；

步骤S3：在放置所述产品的基板上标注出所述NG产品图像的位置。

优选的，所述步骤S1具体为：

通过权值成像差异数据分析原理，确定所述标准图像的图形轮廓、色彩分布、允许变化的权值关系，用于与所述产品图像进行比对。

优选的，所述步骤S2中，比对项目包括元件的尺寸、角度、偏移量、亮度、颜色和位置；所述算法检测程序包括溢酶检测程序、杂质检测程序、不散检测程序、挂滴检测程序和烧融检测程序。

优选的，所述步骤S2与步骤S3之间还包括：

步骤S2A：将比对信息和产品位置在所述显示屏上显示，操作员根据导入的正常产品图像进行再次对比，确认是否为NG产品图像。

本发明所提供的AOI自动查酶设备，包括：工作台，用于放置产品；摄像组件，用于获取所述产品的产品图像，并发送给处理器；处理器，用于将所述产品图像与标准图像进行比对，并将比对结果中超过额定的误差阀值的NG产品图像的对比结果及位置信息通过显示器输出；移动控制组件，用于控制所述工作台和所述摄像组件移动。该AOI自动查酶设备利用所述处理器和所述移动控制组件的设置，可以通过自动获取所述产品图像并将所述产品图像与标准图像进行自动比对，有效提高对查酶效率和检测精度，产品质量一致，减轻员工工作强度。

本发明所提供的AOI自动查酶方法，包括以下步骤：步骤S1：确定标准图像和误差阈值；步骤S2：获取产品图形，根据预设的算法检测程序，将所述产品图形与所述标准图像进行比对，将比对结果中超过设定的所述误差阀值的NG产品图像的对比结果及位置信息通过显示器输出；步骤S3：在放置所述产品的基板上标注出所述NG产品图像的位置。该AOI自动查酶方法，利用标准图像和误差阈值的设定，并通过预设的算法检测程序，可实现对产品的自动检测，避免了人工查酶容易受到外界因素干扰以及判定标准因人而异的位置，有效提高产品质量和检测效率，减轻员工工作强度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的AOI自动查酶设备一种具体实施方式的结构示意图；

图2为本发明所提供的AOI自动查酶方法的流程图；

其中：1-工作台、2-台面移动部件、3-相机、4-镜头、5-光源发生器、6-摄像移动部件、7-光源。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种AOI自动查酶设备及方法，能够显著的提高效率和检测质量，降低工人的劳动强度。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

请参考图1和图2，图1为本发明所提供的AOI自动查酶设备一种具体实施方式的结构示意图。

在该实施方式中，AOI自动查酶设备包括：

工作台1，用于放置产品，具体的，产品放置在基板上，基板放置在工作台1上；

摄像组件，用于获取产品的产品图像，并发送给处理器；

处理器，用于将产品图像与标准图像进行比对，并将比对结果中超过额定的误差阀值的NG产品图像的位置信息以及对比结果通过显示器输出，便于工作人员查看和进行进一步比对；

移动控制组件，用于控制工作台1和摄像组件移动，移动控制组件可通过获取工作台1和摄像组件的当前位置及目标位置，实现对工作台1和摄像组件的自动控制，进而实现产品图像的自动获取。

该AOI自动查酶设备利用处理器和移动控制组件的设置，可以通过自动获取产品图像并将产品图像与标准图像进行自动比对，有效提高对查酶效率和检测精度，产品质量一致，减轻员工工作强度。

进一步，该AOI自动查酶设备还包括打点部件，打点部件用于将NG产品图像的位置在基板上标出，便于工作人员识别和查看；移动控制组件包括用于控制打点部件移动的打点移动部件。

在上述各实施方式的基础上，移动控制组件还包括：

用于控制工作台1移动的台面移动部件2；

用于控制摄像组件移动的摄像移动部件6；

用于确定台面移动部件2、摄像移动部件6以及打点移动部件移动位置的传感限位器；

用于根据传感限位器采集的信息，控制台面移动部件2、摄像移动部件6以及打点移动部件移动的控制器。

具体的，台面移动部件2为第一导轨，工作台1安装在第一导轨上，工作台1可以沿第一导轨的延伸方向移动；摄像移动部件6为第二导轨，摄像移动部件6安装在第二导轨上，摄像移动部件6可以沿着第二导轨的延伸方向移动，优选的，第一导轨与第二导轨的延伸方向垂直；打点移动部件为气动标识机，打点部件为油性笔，优选为油性不干红笔，打点部件安装在气动标识机的端部，油性笔可以在气动标识机的带动下，向基板上NG产品图像的位置打点，标识出不合格产品的位置。

具体的，移动控制组件作为该设备的机电控制部分，所有命令输出的执行单元，采用2轴运动控制卡，采用高性能DSP及大规模可编程器件实现多个伺服电机的多轴协调控制，它可以发出连续的、高频率的脉冲串，脉冲计数可用于编码器的位置反馈，提供机器准确的位置，纠正传动过程中产生的误差，以保证运动的精准性。主要实现工作台1的推进与退出、相机3、光源7的X/Y移动拍照、NG产品的打点标识动作等。

更具体的，移动控制组件中的主要传动部件选用日本三菱伺服电机、THK高精密滚珠丝杆和滑轨及OMRON传感限位器，保证高精密的传动控制。

在上述各实施方式的基础上，摄像组件包括相机3、镜头4和用于为产品提供亮度的光源发生器5，光源发生器5可发出白色同轴光源7。

具体的，摄像组件采用CCD摄像系统：主要包括相机3及光源发生器5，相机3采用的是Basler工业摄像机，拥有极高的色彩还原效果，配合高分辨率高倍率远心镜头4为AOI设备提供高清图像输出，光源7为定制的白色同轴光源7。CCD摄像系统通过相机3拍照来抓取产品信息，获取产品图像，为处理器中的处理软件提供图像输出。

在上述各实施方式的基础上，工作台1上安装有真空发生器和用于安装真空发生器的真空吸盘固定部件，当工作台1上检测到放置有产品时，真空发生器可对产品吸附定位，操作员易取易放，保证设备的高精度对位及检测。

本实施例所提供AOI自动查酶设备，检测流程为：

首先将需要检测的基板置于AOI机台的工作台1上，调出需要检测产品的检测程序，操作员确认启动后，工作台1将根据设定程序的命令将产品送到镜头4下面，在特殊的光源7的协助下，镜头4会捕捉到AOI系统所需要的产品图像并进行分析处理，通过对产品图像进行连续的分析处理，来获得较高的检测速度。通过处理器中系统软件的计算，与设定的标准图像进行比较，经过分析判断，发现缺陷并进行位置提示，同时生成图像文字，待操作者进一步的确认或送检修台检修。确认完成后，再对已确认不合格的NG产品，即酶孔，进行打点标识，具体位置可自行设定，方便后站提取不良。

采用AOI设备代替人工查酶，实现了以下效果：

1、大大提供生产效率：AOI设备平均查酶一块基板在20s左右(包含放料、取料、打点)一台设备只需1个员工即可操作，大大提供了生产效率及节省了人力。

2、质量把控：人工查酶容易受到种种外界因素干扰，加上判定标准因人而异，产品质量得不到把控。AOI设备对于各项不良项设置明确的、数值化的、可调控的检测标准，使产品质量得到一致性的把控。

3、减轻员工工作强度：员工无需长时间盯着显微镜观察，大大减轻了员工的工作强度，对产品质量提升也能起到间接效果。

这里需要说明的是，在取放料的过程中，可采用自动机械手臂来代替现有的人工取放料，实现自动取料自动下料技术，分别对接前后工序，进一步提高自动化技术。

除上述AOI自动查酶设备外，本发明还提供了一种AOI自动查酶方法。

该AOI自动查酶方法包括以下步骤：

步骤S1：确定标准图像和误差阈值；

步骤S2：获取产品图形，根据预设的算法检测程序，将产品图形与标准图像进行比对，将比对结果中超过设定的误差阀值的NG产品图像的对比结果及位置信息通过显示器输出；

步骤S3：在放置产品的基板上标注出NG产品图像的位置。

优选的，步骤S1具体为：

通过权值成像差异数据分析原理，确定标准图像的图形轮廓、色彩分布、允许变化的权值关系，用于与产品图像进行比对。

具体的，权值成像差异数据分析原理：通过对一幅BMP图片栅格化，分析各个像素颜色分布的位置坐标、成像栅格之间(色彩)过度关系等成像细节，列出若干个函数式，再通过对相同面积大小的若干幅相似图片进行数据提取，并分析计算，将计算结果按软件设定的权值关系，简称为“权值图像”，其主要数字信息含盖了图像的图形轮廓、色彩的分布、允许变化的权值关系等。

该AOI自动查酶方法，利用标准图像和误差阈值的设定，并通过预设的算法检测程序，可实现对产品的自动检测，避免了人工查酶容易受到外界因素干扰以及判定标准因人而异的位置，有效提高产品质量和检测效率，减轻员工工作强度。

在上述各实施方式的基础上，步骤S2中，比对项目包括元件的尺寸、角度、偏移量、亮度、颜色和位置；算法检测程序包括溢酶检测程序、杂质检测程序、不散检测程序、挂滴检测程序和烧融检测程序。

在上述各实施方式的基础上，步骤S2与步骤S3之间还包括：

步骤S2A：将比对信息和产品位置在显示屏上显示，操作员根据导入的正常产品图像进行再次对比，确认是否为NG产品图像，进一步提高检测精度。

本设备的测试原理主要是通过光学原理，权值成像差异数据分析原理、图像比对原理、颜色提取原理、相似性原理来执行检测的。

①权值成像差异数据分析原理：通过对一幅BMP图片栅格化，分析各个像素颜色分布的位置坐标、成像栅格之间(色彩)过度关系等成像细节，列出若干个函数式，再通过对相同面积大小的若干幅相似图片进行数据提取，并分析计算，将计算结果按软件设定的权值关系，简称为“权值图像”，其主要数字信息含盖了图像的图形轮廓、色彩的分布、允许变化的权值关系等。

②图像比对原理：在测试过程中，设备通过CCD摄像系统抓取所测试的产品图像，经过图像数字化处理转入计算机内部，与标准图像进行运算比对(比对项目包括元件的尺寸、角度、偏移量、亮度、颜色及位置等)并将比对结果超过额定的误差阀值的图像通过显示器输出，并显示其在基板上的具体位置。

③颜色提取原理：任何颜色均可用红，绿，蓝三基色按照一定的比例混合而成。红绿蓝形成一个三维颜色立方。颜色提取就是在设个颜色立方体中裁取一个我们需要的小颜色方体，即对应我们需要选取颜色的范围，然后计算所检测的图像中满足在该方体内颜色占整个图像颜色数的比例是否满足我们需要的设定范围。

④相似性原理：利用图像的明暗关系形成目标物的外形轮廓。比较该外形轮廓与标准轮廓的相像程度。该方法对元件的缺失等检测比较有效。

根据以上计算原理，具体针对我们产品，建立一系列的算法检测程序，例如：

溢酶：通过在检测窗口的指定区域内，实时阵列生成一系列的检测窗口，通过检测区域本体以及周边的颜色环境关系建立检测标准，可有效的应对复杂外观质量检测。

杂质：利用矢量公式处理反应区、酶液以及基板的颜色过渡关系，通过暗色区域内亮色阀值的控制，可达到对酶反应区周边杂质准确检出的目的。

不散：通过HSV颜色抽取，抽取正常酶液占比，设置合格范围，检测过程中抓取颜色值不符合设定范围区间的为酶不扩散。

挂滴：通过颜色亮度公式将酶液在反应区的特征颜色通过以及底板区分清楚，设置合理阀值，再借助颜色抽取HSV计算亮度占比，从而准确抓取挂滴不良。

烧融：采用白色光源7，借助高倍远心镜头4拍摄酶反应区及周边的图像环境关系，采用光源7公式调整RGB颜色空间占比，通过真实烧熔的图像状态设定该值占比，超过占比为烧熔不良。

判定结束后再在显示屏上显示出产品的具体情况及位置信息，操作员可根据导入的正常产品图片进行对比，进一步对产品进行处理。

以上对本发明所提供的AOI自动查酶设备及方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种AOI自动查酶设备，其特征在于，包括：

工作台(1)，用于放置产品；

摄像组件，用于获取所述产品的产品图像，并发送给处理器；

处理器，用于将所述产品图像与标准图像进行比对，并将比对结果中超过额定的误差阀值的NG产品图像的对比结果及位置信息通过显示器输出；

移动控制组件，用于控制所述工作台(1)和所述摄像组件移动。

2.根据权利要求1所述的AOI自动查酶设备，其特征在于，还包括打点部件，所述打点部件用于将所述NG产品图像的位置在基板上标出；所述移动控制组件包括用于控制所述打点部件移动的打点移动部件。

3.根据权利要求2所述的AOI自动查酶设备，其特征在于，所述移动控制组件还包括：

用于控制所述工作台(1)移动的台面移动部件(2)；

用于控制所述摄像组件移动的摄像移动部件(6)；

用于确定所述台面移动部件(2)、所述摄像移动部件(6)以及所述打点移动部件移动位置的传感限位器；

用于根据所述传感限位器采集的信息，控制所述台面移动部件(2)、所述摄像移动部件(6)以及所述打点移动部件移动的控制器。

4.根据权利要求3所述的AOI自动查酶设备，其特征在于，所述台面移动部件(2)为第一导轨，所述工作台(1)安装在所述第一导轨上；所述摄像移动部件(6)为第二导轨，所述摄像移动部件(6)安装在所述第二导轨上；所述打点移动部件为气动标识机，所述打点部件为油性笔，所述打点部件安装在所述气动标识机的端部。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的AOI自动查酶设备，其特征在于，所述摄像组件包括相机(3)、镜头(4)和用于为产品提供亮度的光源发生器(5)，所述光源发生器(5)可发出白色同轴光源(7)。

6.根据权利要求5所述的AOI自动查酶设备，其特征在于，所述工作台(1)上安装有真空发生器和用于安装所述真空发生器的真空吸盘固定部件，当所述工作台(1)上检测到放置有所述产品时，所述真空发生器可对所述产品吸附定位。

7.一种AOI自动查酶方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：确定标准图像和误差阈值；

步骤S2：获取产品图形，根据预设的算法检测程序，将所述产品图形与所述标准图像进行比对，将比对结果中超过设定的所述误差阀值的NG产品图像的对比结果及位置信息通过显示器输出；

步骤S3：在放置所述产品的基板上标注出所述NG产品图像的位置。

8.根据权利要求7所述的AOI自动查酶方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：

通过权值成像差异数据分析原理，确定所述标准图像的图形轮廓、色彩分布、允许变化的权值关系，用于与所述产品图像进行比对。

9.根据权利要求7所述的AOI自动查酶方法，其特征在于，所述步骤S2中，比对项目包括元件的尺寸、角度、偏移量、亮度、颜色和位置；所述算法检测程序包括溢酶检测程序、杂质检测程序、不散检测程序、挂滴检测程序和烧融检测程序。

10.根据权利要求9所述的AOI自动查酶方法，其特征在于，所述步骤S2与步骤S3之间还包括：

步骤S2A：将比对信息和产品位置在所述显示屏上显示，操作员根据导入的正常产品图像进行再次对比，确认是否为NG产品图像。