Jak wybrać system AOI (cz.3): czas cyklu pracy, przenoszalność programu i kontrola procesu

Cyklu pracy (Cycle Time, CT)

Oczekiwany cykl pracy AOI – czyli czas niezbędny na załadowanie, sprawdzenie i wyładowanie płytki - jest definiowany przez cykl pracy innych urządzeń w linii, które są wymagane do wytworzenia określonego produktu, w określonej specyfikacji. Jeśli chodzi o samo AOI, postępująca redukcja rozmiaru piksela wydłuża czas cyklu i większość systemów AOI musi iść na kompromis: aby analizować bardzo małe komponenty, spowolnia proces. 

Aby rozwiązać ten dylemat, niektóre systemy są wyposażone w wiele kamer. Na przykład, istnieją systemy kamer składające się z dwóch jednostek, o niskiej i wysokiej rozdzielczości oraz odpowiednio innym polem widzenia. Maszyny z systemami składającymi się z wielu kamer sprawdzają bardzo małe komponenty za pomocą kamery o wyższej rozdzielczości. Jednak wdrożenie maszyny z wieloma kamerami do produkcji wciąż wydłuża czas cyklu i ogranicza elastyczność.

Innym podejściem do problemu cyklu pracy jest zastosowanie technologii algorytmów w celu poprawy rozdzielczości bez spowalniającego proces inspekcji zmniejszania FOV - jedną z takich technologii są subpiksele. AOI oparte na algorytmach są w stanie znacznie poprawić rozdzielczość poprzez przetwarzanie obrazów tą metodą. Stosując algorytmy subpikselowe do inspekcji małych komponentów cykl pracy nie jest niepotrzebnie wydłużany.

Ponadto, gdy proces montażu jest bardzo zmienny, cykl pracy może stanowić problem dla AOI opartego na analizie obrazu, ponieważ maszyna musi sprawdzać rosnącą liczbę różnych obrazów w bazie danych. Aby utrzymywać akceptowalną liczbę fałszywych alarmów, bank zdjęć musi stale rosnąć. Analiza obrazów w oparciu o wiele – i coraz więcej – różnych obrazów bazowych zajmuje coraz więcej czasu: to jedna z najczęstszych skarg użytkowników AOI opartych na analizie obrazu. 

Przenoszalność programów (Program Portability, PP)

Ta cecha jest szczególnie ważna nie tylko dla dużych producentów z kilkoma liniami SMT, ale także dla mniejszych firm, posiadających choćby tylko dwie linie. Brak możliwości skorzystania z tego samego programu inspekcji na obu liniach to ogromny problem pod względem zasobów i kosztów. Z powodu zapotrzebowania na obrazy będące podstawą porównań, użytkownicy AOI opartych na analizie obrazów znacznie częściej spotykają się z tym problemem niż użytkownicy korzystający z AOI opartego na algorytmach. Na przykład, aby mieć możliwość przenoszenia programu, kamera i oświetlenie w AOI linii 1 musiałyby być idealnym duplikatem tych w maszynie w linii 2. Innymi słowy, operator musiałby dopasować obrazy z linii 1 do obrazów z linii 2 przy użyciu dwóch bardzo podobnych, ale zawsze nieco różnych systemów wizyjnych. 

Programy AOI opartych na algorytmach nie bazują na obrazach rzeczywistych, lecz na pomiarach komponentów i PCB. Gdy maszyny są odpowiednio skalibrowane, programy są w pełni przenoszalne i wymienialne z jednego AOI na inne. To wyraźnie wpływa na całkowity koszt posiadania, ograniczając proces programowania i eliminując potrzebę gromadzenia większej liczby obrazów.

Kontrola procesu (Process Control, PC)

Coraz więcej użytkowników chce używać AOI jako bazy do kontroli całego procesu. Aby jednak zagwarantować efektywną kontrolę procesu, AOI musi być dokładne i powtarzalne. Korzystanie z banku obrazów do inspekcji komponentów nie może zapewnić najlepszych wyników, ponieważ ta metoda opiera się tylko na tym, co sprawdzono wcześniej. Nie uwzględnia zmienności procesu i wyklucza precyzyjną, szczegółową definicję tego, co ma być kontrolowane. Co więcej, systemy oparte na analizie obrazu uczą się ‘w locie’ wraz z operatorem i często wymagają poluzowania zakresów tolerancji na etapie kontroli, aby obniżyć liczbę fałszywych alarmów. Kontrola procesu staje się trudna, jeśli w ogóle możliwa, mając do dyspozycji takie dane.

Z drugiej strony, AOI oparte na algorytmach mierzą komponent w odniesieniu do danych CAD i kryteriów, które nie są oparte na żadnej wyuczonej charakterystyce. Systemy te opierają się na kształcie geometrycznym rzeczywistego komponentu, zgodnie z definicją w programie CAD. Metoda ta zapewnia dokładne i powtarzalne dane, mogące być zastosowane w kontroli procesu. Maszyny AOI oparte na algorytmach są używane od 2002 roku do sterowania procesem i pozostają systemem wybieranym przez producentów, którzy wymagają rygorystycznych parametrów kontroli procesu na swoich liniach montażowych

Artykuł stanowi tłumaczenie części opracowania © Vi Technology. 'What is really inside your AOI?' Autorzy Jean-Marc Peallat, Russ Warncke, Russell Claybrook, Marc Brun

Zdjęcie tytułowe: © Elhurt