1. Co to jest inspekcja optyczna?

Zautomatyzowana inspekcja optyczna AOI Machine Artykuł Inspektor optyczny
Obraz służy wyłącznie celom ilustracyjnym

Zanim zagłębimy się w wyjaśnienie maszyny do automatycznej inspekcji optycznej (AOI), zrozummy, czym jest inspekcja optyczna w branży.

Inspekcja optyczna odgrywa ważną rolę w produkcji optyki w celu sprawdzenia i utrzymania jakości optyki, np. inspekcja zarysowań powierzchni optyki i wykopów w oparciu o różne standardy.

Inspekcję może przeprowadzić osoba, która jest znana jako inspekcja ręczna, lub optyczna maszyna inspekcyjna.

Inspekcję ręczną przeprowadza się gołym okiem lub przy użyciu pomocy, takich jak lupy jednosoczewkowe, komparatory optyczne i mikroskopy optyczne.

Jednak korzystanie z tych pomocy wymaga przesunięcia optyki, co zwiększa szanse na uszkodzenie optyki i iNie jest również w stanie wykryć wad ilościowo. W związku z tym ocena różni się między różnymi inspektorami.

To wtedy maszyna AOI odgrywa rolę w ułatwianiu i przyspieszaniu kontroli optycznej w porównaniu z tradycyjną kontrolą ręczną.

Kontrola optyczna odbywa się na każdym etapie procesu produkcyjnego, zanim towar zostanie uznany za dobry i gotowy do sprzedaży.

2. Co to jest automatyczna kontrola optyczna?

Automatyczna inspekcja optyczna (AOI) to technika maszynowa stosowana zwykle w przemyśle optycznym. Służy do kontroli i certyfikacji optyki, takiej jak płaska, zakrzywiona, powlekana i optyka z różnych materiałów.

Optyka płaska to okna, lustra itp., natomiast optyka zakrzywiona to soczewki o różnych krzywiznach.

AOI wykorzystuje optykę do przechwytywania obrazów w celu oceny potencjalnych wad, takich jak wady wymiarowe i wady powierzchni (np. wykopy, zadrapania, odpryski krawędzi, pęcherze, plamy, wady zanieczyszczeń itp.). Zapewnia szybką i precyzyjną kontrolę, aby zapewnić, że produkt jest wysokiej jakości bez żadnych wad produkcyjnych.

Wraz ze wzrostem złożoności produktów i ich coraz mniejszymi rozmiarami, ich ręczna inspekcja stanowi poważne wyzwanie dla pracowników, a zatem AOI ma do odegrania kluczową rolę w zapewnieniu jakości produktów.

3. Zasada działania maszyny AOI

Maszyny AOI zależą od trzech kluczowych aspektów – oświetlenia, kamery wizyjnej maszyny i oprogramowania przetwarzającego.

3.1 Oświetlenie

Zautomatyzowana inspekcja optyczna Oświetlenie artykułu AOI
Obraz służy wyłącznie celom ilustracyjnym

Optykę umieszczono pod silnie oświetlonymi źródłami światła. Wybierając odpowiednie źródło światła, można łatwiej projektować różnego rodzaju defekty.

Wcześniej maszyny AOI wykorzystywały różne style oświetlenia, takie jak światło fluorescencyjne, żarowe, ultrafioletowe i podczerwone, ale wraz z postępem w technologii oświetleniowej nowsze maszyny wykorzystują teraz światła LED w kolorach takich jak czerwony, zielony, biały i niebieski. 

Oświetlenie LED zapewnia bardziej stabilną formę oświetlenia i chociaż jego strumień świetlny z czasem się zmniejszy, można to zrównoważyć, zwiększając natężenie prądu. Ilość światła można również kontrolować za pomocą diod LED.

W ten sposób diody LED, zwłaszcza współosiowe światło punktowe, światło pierścieniowe i światło kolimowane, okazują się znacznie bardziej odpowiednie do różnych zastosowań w zakresie widzenia i jednolitego oświetlenia niż lampy fluorescencyjne i żarowe.

Poza rodzajem oświetlenia równie ważne jest umiejscowienie źródła światła. Musi upewnić się, że wszystkie obszary są dobrze oświetlone w celu podkreślenia niedoskonałości, a zatem może być konieczne dostosowanie do różnych usług.

3.2 Kamera wizji maszynowej

System przechwytywania obrazu pobiera obraz produktu i wysyła go do analizy przez program przetwarzający w maszynie AOI. Zazwyczaj instaluje się jedną lub więcej kamer wysokiej rozdzielczości, aby zapewnić lepszą wydajność, aw niektórych systemach mogą one poruszać się pod kontrolą oprogramowania.

Stosowane kamery obejmują zarówno jednostki XGA, jak i kamery wideo o wysokiej rozdzielczości, a obrazy mogą być monochromatyczne lub kolorowe. W porównaniu do starych aparatów nowsze mają wyższą liczbę klatek na sekundę.

Prowadzi to do szybszego skanowania, a tym samym do generowania ogromnej ilości danych. Aby móc zarządzać tak dużą ilością danych, wymagane jest zatem odpowiednie oprogramowanie przetwarzające.

Rozdzielczość obrazowania urządzenia AOI określa ilość szczegółów, które może zidentyfikować i uchwycić. Rozdzielczość jest kluczowym czynnikiem w maszynie AOI, ponieważ wpływa na dokładność i szybkość kontroli. Rozdzielczość kamery określa pole widzenia (FOV), które pokazuje wycinek zawarty w jednym obrazie. Szersze pole widzenia pozwala na zbadanie produktu z mniejszymi obrazami.

Jednak przechwycenie każdego obrazu zajmuje więcej czasu, ponieważ kamera ma więcej pikseli, co prowadzi do niższej liczby klatek na sekundę. Z drugiej strony kamery z węższym FOV mają mniejsze, ale większe piksele, a tym samym mają wyższą liczbę klatek na sekundę.

Oferujemy różne obiektywy i aparaty widzenia maszynowego, sprawdź naszą kategorię: optyka wizyjna.

 

3.3 Oprogramowanie do przetwarzania

Oprogramowanie do automatycznej inspekcji optycznej AOI Machine Article
Obraz służy wyłącznie celom ilustracyjnym

Aby maszyna AOI mogła skontrolować produkt, informacje o akceptowalnym produkcie muszą być już zainstalowane w systemie. Istnieją dwa sposoby zaprogramowania maszyny AOI:

  • Używanie „Złotej Tablicy”: dobry produkt jest używany jako cel dla maszyny AOI i ten produkt przechodzi przez system do skanowania. Będzie obserwował produkt pod kątem różnych aspektów, które mają być skontrolowane, i zwykle potrzeba kilku produktów, aby zapewnić wystarczającą ilość danych o wariancji dla systemu.
  • Programowanie oparte na algorytmach: system generuje własny profil produktu, wprowadzając do niego dane o produkcie.

4. Maszyna AOI vs. Tradycyjna ręczna kontrola człowieka

4.1 Wydajność

Zautomatyzowana inspekcja optyczna AOI Zmęczenie artykułu maszynowego
Obraz służy wyłącznie celom ilustracyjnym

Ludzie są podatni na zmęczenie i wymagają od czasu do czasu przerw i odpoczynku podczas inspekcji. Każdy personel może również badać tylko jeden produkt na raz, co obniża wydajność całego procesu. Ponieważ rynek ma obecnie wysokie wymagania produkcyjne, a produkty stają się coraz mniejsze, ręczna kontrola nie jest już realną opcją. 

Z drugiej strony maszyny są w stanie kontrolować wiele produktów za jednym razem, zwaną kontrolą partii i nie wymagają przerw. Można je programować i monitorować zdalnie, a także pracować 24 godziny na dobę. Może to pomóc producentom spełnić wymagania produkcyjne, ponieważ mają większą szybkość kontroli w porównaniu z ludźmi. Jednak maszyny są podatne na zużycie, co od czasu do czasu wymaga konserwacji. Ponadto, jeśli zdarzy się niespodziewanie się zepsuć, wpłynie to na wydajność linii produkcyjnej.

4.2 Spójność

Ludzie nie są w stanie utrzymać długoterminowej spójności, gdy pojawia się zmęczenie, a to również wpłynie na wydajność procesu inspekcji. Badania wykazały, że inspektorzy nie są w stanie utrzymać wysokiego poziomu wychwytywania błędów przez długi czas.

Zdolność inspektora do wychwytywania błędów zmniejsza się znacznie w ciągu 15 minut od rozpoczęcia pracy. Złożoność pracy i pora dnia wpłyną na liczbę popełnianych błędów. 

Ponadto istnieje z pewnością niespójność między różnymi inspektorami, ponieważ wymagania dotyczące przekazania produktu mogą być dla nich subiektywne. Doprowadzą one do różnych standardów w sprawdzanych produktach.

Natomiast w przypadku maszyn ma wyjątkowo wysoką stabilność, która jest w stanie utrzymać te same zdefiniowane standardy dla wszystkich produktów, a tym samym zachowana jest spójność kontroli.

4.3 Koszt

Automatyczna kontrola optyczna AOI Koszt artykułu maszyny
Obraz służy wyłącznie celom ilustracyjnym

Kontrola ręczna wiąże się z wysokimi kosztami pracy, ponieważ zwykle potrzebnych jest kilku inspektorów jednocześnie. Raporty wykazały, że maszyna i personel obsługujący mogą zastąpić 5 ludzkich inspektorów, co prowadzi do dużej oszczędności w czasie. Im więcej linii produkcyjnych, tym więcej zaoszczędzonych pieniędzy i siły roboczej.

Jednak początkowy koszt maszyny byłby bardzo wysoki. Sporo też będzie kosztować przeszkolenie personelu w zakresie zarządzania, programowania i naprawy sprzętu. Nie zapominając o mediach, kosztach naprawy i ubezpieczeniu.

Dokumentacja 4.4

Ręczne raporty z kontroli są w większości pisane ręcznie, więc są bardzo podatne na błędy typograficzne. Bazy raportów pisanych ręcznie są trudne w utrzymaniu i analizie raportów z każdego etapu procesu produkcyjnego.

Maszyny generują raporty do druku w żądanym formacie plików na każdym etapie procesu produkcyjnego, co ułatwia analizę błędów i pomaga w utrzymaniu jakości produktu. Tym samym zapobieganie reklamacjom/odrzuceniu ze strony klientów i doprowadzanie do poprawy zaufania i satysfakcji klientów.

5. Porównania OptiNspec — AMF vs. AOF kontra MOF

Wavelength Opto-Electronic (S) Pte Ltd (WOE) oferuje maszyny AOI znane jako OptiNspec w 3 wariantach:

  • Automatyczna maszyna do kontroli płaskiej mikrooptyki (AMF)
  • Automatyczna maszyna do kontroli płaskiej optyki (AOF)
  • Ręczna maszyna inspekcyjna do płaskiej optyki (MOF)
Schemat OptInSpec 2

Jak sugeruje nazwa maszyn, AMF i AOF to maszyny, które przeprowadzają inspekcje automatycznie, podczas gdy MOF to maszyna ręczna, wymagająca obsługi przez człowieka. Ta pełna gama testerów jakości powierzchni może przeprowadzać kontrole jakości i kontroli jakości płaskich, zakrzywionych, powlekanych i elementów optycznych z różnych materiałów.

Wszystkie maszyny są skalibrowane w celu sprawdzenia zarysowań i wykopów na powierzchni optyki zgodnie ze standardem MIL-PRF-13830B i równoważnym standardem specyfikacji widoczności. Przeznaczony jest do kontroli in-situ powierzchni płaskich elementów optycznych zapakowanych w powszechnie dostępne na rynku pudła żelowe z nadrukowanymi siatkami.

Zautomatyzowana inspekcja optyczna AOI Artykuł z mikrosoczewkami

Maszyny AOF i MOF przeznaczone są do inspekcji optyki płaskiej o średnicy do 25.4mm natomiast systemy AMF mogą być stosowane do inspekcji mikrooptyki płaskiej o średnicy do 12mm.

Modele OptiNspec-AOF101 i OptiNspec-AMF101 są pełnowymiarowymi maszynami, podczas gdy MOF i pozostałe modele AMF to maszyny stołowe.

OptiNspec-AMF103 to pierwszy i najnowszy model wynaleziony przez WOE, w którym można przetestować więcej niż jeden typ mikrosoczewek. Oprócz optyki płaskiej można również kontrolować optykę zakrzywioną. Oprócz kontroli powierzchni model ten jest również pierwszym modelem umożliwiającym przeprowadzenie kontroli wymiarów soczewek.

Może automatycznie wykrywać zewnętrzne wymiary płaskich części, takie jak długość, kąt, promień, okrągłość itp., a także określać, czy wymiary są kwalifikowane.

Zautomatyzowana inspekcja optyczna Wynik artykułu maszyny AOI

Dodatkowo OptiNspec-AMF103 może rozróżniać pomiary konturu i wielkości różnych skomplikowanych części precyzyjnych i automatycznie klasyfikować produkty według kształtu. Ta maszyna ma przyjazną dla użytkownika konstrukcję i GUI do intuicyjnej obsługi maszyny, a także ergonomiczną konstrukcję, która pomaga zmniejszyć zmęczenie pracowników.

Niektóre zalety i cechy AMF103:

  • Automatyczne wykrywanie wad wymiarowych i powierzchniowych płaskich, zakrzywionych i powlekanych elementów optycznych z różnych materiałów
  • Umożliwia inspekcję partii na miejscu
  • Sprawdź atrybuty < 2 s/szt. i zarysuj i wykop < 6 s/szt.
  • Zmniejsz zmęczenie pracowników, poprawiając tym samym produktywność
  • Konstrukcja przyjazna dla użytkownika i zajmuje mniej miejsca.
  • Identyfikacja i separacja wadliwych części za pomocą wizualizacji.
  • Szybkie i dokładne automatyczne generowanie szczegółowych raportów w pożądanych formatach.

6. Wniosek

Podsumowując, w tym artykule omówiliśmy podstawowe informacje o maszynie AOI, zalety i wady ludzkiej i zautomatyzowanej kontroli optycznej oraz różnice między różnymi oferowanymi przez nas maszynami AOI.

Bez wątpienia maszyny zastępują ludzkie miejsca pracy ze względu na szybką ewolucję technologii prowadzącą do większej liczby zalet, takich jak zwiększona wydajność i niższe koszty operacyjne, ludzie są nadal potrzebni w niektórych częściach procesu kontroli optycznej, takich jak obsługa i zapewnienie dobrego utrzymania maszyn .

Dzięki wynalezieniu takiej technologii operatorzy maszyn są w stanie zdobyć nowe umiejętności w celu zwiększenia produktywności firmy w innych obszarach.

Tę stronę najlepiej oglądać w przeglądarce Chrome/Firefox/Safari.
Szczęśliwego chińskiego nowego roku!
Wychodzimy od 29 stycznia do 6 lutego, ale nasza strona internetowa działa 24/7.
Napisz do nas zapytanie, a po powrocie odpowiemy 😎.