AOI又叫自動光學(xué)檢測儀，AOI系統(tǒng)的作用就是檢測PCB在生產(chǎn)過程中有可能出現(xiàn)的上述不良缺陷，通過控制并及時調(diào)整工藝，從而提高產(chǎn)品的品質(zhì)與生產(chǎn)產(chǎn)能。通常AOI系統(tǒng)檢測系統(tǒng)用在內(nèi)外層生產(chǎn)的關(guān)鍵工序控制點上，防止大批批量的報廢。

AOI經(jīng)過十幾年的發(fā)展，技術(shù)水平仍處于高速發(fā)展階段，如何實現(xiàn)最佳的檢測效果，一直是各AOI廠商不斷攻關(guān)的技術(shù)話題。目前國內(nèi)市場上可見的AOI品牌眾多，每種AOI各有所長;每個品牌的AOI優(yōu)勢主要體現(xiàn)于其不同的創(chuàng)新核心軟件算法，通常采用的軟件算法有:模板比較、邊緣檢查、灰度模型、特征提取、固態(tài)建模、矢量分析、圖形配對和傅里葉氏分析等，但盡管算法各異，AOI的運作原理基本相同。

AOI照明系統(tǒng)給被檢測的元器件以360度全方位照明，然后利用高清晰的CCD攝像機高速采集被檢測元器件的圖像并傳輸?shù)诫娔X，專用的AOI軟件根據(jù)已經(jīng)編制的檢測程序進行比較、分析;判斷被檢測元器件是否符合預(yù)訂的工藝要求。簡單來說AOI檢測元器件的過程就是模擬人工目視檢查SMT元器件，是將人工目視檢測自動化、智能化、程序化。

圖像獲取就是用CCD攝像機把物體表面的光信號轉(zhuǎn)換成為電信號送入圖像采集卡。圖像采集卡將圖像數(shù)字化送入計算機，這個過程很直觀，容易理解。圖像送入計算機之后，AOI是如何檢測元件的質(zhì)量呢?

光學(xué)原理：

AOI采用環(huán)形塔狀的三色LED光源照明，由不同的角度射出紅(R)、綠(G)、藍(B)以及三色光組合得到的白色(W)光分別投射到PCB上，對被測元器件予以360度全方位照明。AOI通過光的反射、斜面反射、漫反射分別得到元件本體、焊點、焊盤的不同顏色信息。

圖像比對原理：

AOI是通過CCD攝像機抓取，再經(jīng)過圖像處理(即根據(jù)像素分布、亮度和顏色等信息轉(zhuǎn)化成為我們所需要的數(shù)字信號)。AOI將這些數(shù)字信號通過某種數(shù)學(xué)計算方法得到一個標準的誤差閥值，然后將每個被測試的圖像得到的閥值與系統(tǒng)中已修正好的標準閥值進行比較，如果比較結(jié)果小于標準閥值則該圖像通過檢測，否則判別為不合格。

統(tǒng)計建模技術(shù)：

標準圖像就是通過“統(tǒng)計建?！彼玫降摹Ｍǔ?，AOI經(jīng)過學(xué)習(xí)一系列合格圖像的模板，讓計算機自動記憶所有OK圖像的大致特征，得到圖像的外形變化以及未來可能發(fā)生的變化方式特征，生成一副多元化的合格圖像模型。

AOI系統(tǒng)是集精密機械、自動控制、光學(xué)圖像處理、軟件系統(tǒng)等多學(xué)科的自動化設(shè)備。具體分為四大精密機械驅(qū)動模塊、電氣控制模塊、圖像處理模塊、軟件系統(tǒng)。

1、精密機械系統(tǒng)

AOI的精密機械系統(tǒng)通常有交流伺服驅(qū)動電機、精密滾珠絲桿、精密直線導(dǎo)軌等組成。由系統(tǒng)驅(qū)動軟件會準確通過這些精密機械的運動，使PCB板傳送到CCD及光源下進行掃描。

2、自動控制系統(tǒng)

AOI的自動控制系統(tǒng)通常有光柵尺、運動控制驅(qū)動器、運動控制卡、圖像采集卡、主控計算機、I/O卡等組成。它主要是完成XYZ軸的精密運動以及電磁閥自動控制真空系統(tǒng)。

主控計算機是整個系統(tǒng)的核心，實現(xiàn)整機數(shù)據(jù)的采集傳送分析處理等，并發(fā)送各種指令控制，完成機械傳動、圖像處理及檢測功能。運動控制卡完成XYZ軸運動信號的采集，傳送各種運動數(shù)據(jù)，動作執(zhí)行指令等功能。圖像采集卡主要是完成PCB板的圖像采集轉(zhuǎn)化。

3、光學(xué)圖像系統(tǒng)

AOI的光學(xué)圖像系通常CCD線陣相機、聚集鏡頭、鹵素或LED燈光源及圖像采集卡等組成。根據(jù)所掃描的PCB板的線寬的不同，CCD線陣相機通常有4k、8k、12k等。CCD線陣相機所采集的視頻圖像信號傳送到圖像采集卡上，由圖像采集卡進行采集，通過主控計算機將視頻圖像處理后，將結(jié)果返回給主控程序，通過顯示器對圖像進行觀察比較從而達到相應(yīng)的控制。

4、軟件系統(tǒng)

AOI的軟件系統(tǒng)系通常由運動控制、圖像處理及算法三大部分組成。用戶可以通過視窗界面可以控制XYZ軸運動，圖像的識別及處理等。AOI通常算法有模板匹配、DRC設(shè)計規(guī)則檢查、CMTS形態(tài)檢查。