بینایی ماشین در صنعت بازرسی الکترونیک و PCB

مقدمه

در این گزارش کوتاه ، بهره برداری فعلی از بینایی ماشین در صنعت الکترونیک و PCBرا مرور خواهیم کرد. ما این کار را هم از منظر بازارهای موجود و هم در حال ظهور و از دیدگاه علمی و فناوری انجام خواهیم داد. در کل ، ما در یکی از بزرگترین بخش های صنعت تمرکز خواهیم کرد

پیشگفتار

 امروزه هر گونه ساخت و تولید و مونتاژ تجهیزات برقی و الکترونیکی، لوازمخانگی، صوتی و تصويری، مخابراتی، ارتباطی، نظامی، پزشکی و همچنین خودرو بدون در نظر گرفتن بردهای مدار چاپی )PCB )تقريباً غیرممکن و غیر قابل تصور است. در واقع بدون در نظر گرفتن بردهای مدار چاپی عمالً خط تولید عمده فعالیتهای برقی و الکترونیکی امکانپذير نیست. کار ساخت و مونتاژ و کنترل برد مدار چاپی به علت حساسیت زياد تولید اين محصول نیازمند افراد با تجربه و توانمند در اين زمینه میباشد. در سالهای اخیر به دلیل استفاده روزافزون از وسايل الکتريکی و گسترش تکنولوژی IOT تولید برد مدار چاپی و سفارش PCB و استفاده از قطعات الکترونیک نیز در کشور رشد بسیاری چشمگیری پیدا کرده است. طبق مقاله معتبر Navio Tech  در زمینه تکنولوژی اقتصاد جهانی به صورت گستردهای در حال پیشرفت است که باعث میشود تقاضا برای سفارش برد مدار چاپی افزايش يابد تا جايی که حتی کشورهای جهان سوم نیز استفاده از بردها را افزايش دادهاند. با بررسی صورت گرفته سفارش برد مدار چاپی از سال 2117 تا 2121 با نرخ 11 درصد رشد خواهد داشت.

 مدارات الکتريکی يکی از مهمترين بخشهای تجهیزات الکترونیکی است که شامل مجموعهای قطعات الکتريکی مانند چیپستها، مقاومتها، خازنها و غیره است که در بستری به نام برد مدار چاپی )PCB )قرار دارند که مسئول ايجاد ارتباط بین اين قطعات الکتريکی است. برد مدار چاپی اصطالحاً به سطح مکانیکال نگهدارندِ قطعات گفته میشود که صفحهای ) و جای قرارگیری قطعات و مسیرهای ارتباطی بین آنها به وسیله مس روی صفحه نارسانا کشیده شده است. داشتن يک بستر برای نصب قطعات مانند آنچه در يک تابلو برق برای قطعات حجیم الکتريکی استفاده میشود، انگیزه تولید و توسعه مدارات چاپی بوده است. اولین مدارات چاپی در ابتدای قرن بیستم ساخته شد و با پیشرفت تکنولوژی و ظهور تراشهها و قطعات مختلف در بسته بندیهای متنوع، تکنولوژی ساخت مدارات چاپی نیز متناسب با آن متحول گشته است.

بازرسی مدار چاپی:

صنعت الکترونیک و مدار چاپی

صنعت الکترونیک و برد مدار چاپی شامل سه کلاس گسترده شرکت است. تولید کنندگان تجهیزات اصلی (OEM) مانند زیمنس ، اینتل ، موتورولا ، نوکیا و اریکسون. تولید کنندگان بزرگ PCB که در تولید مقیاس گسترده قطعات الکترونیکی و خرده فروشان مونتاژ PCB محلی تخصص دارند. از نظر حجم ، این سه کلاس یک هرم را با نصب های نصب شده در بالا و فرعی های فرعی محلی با حجم کل تولید بالای آنها در پایین تشکیل می دهند. با تولید PCB ، ادغام سطوح به مراتب بالاتر و دستیابی به سطوح بالاتر و بالاتر از تراکم مؤلفه ، تحمل در مونتاژ محکم تر و سفت تر می شود. این امر باعث افزایش نیاز به بازرسی بصری به ویژه در شرکت های بزرگ با تولید انبوه

در مونتاژ صفحه مدار مدار چاپی سه عملکرد اصلی دید دستگاه وجود دارد:

1. بازرسی خمیر لحیم کاری
2. محل قرار گیری اجزاء
3. بازرسی پس ازمونتاژ

دوربین

نسل جدید دوربینهای توسعه یافته صنعتی

دوربین کامپکت با یک تصویر برداری فوق العاده اندازه گیری دقیقی انجام می دهد. این دوربین ها اکثرا از حسگر CMOS رنگی بهره می برد یکی از بزرگترین ویژگی های این دوربینها ضبط تصاویر در حال حرکت و همچنین در تصاویر استاتیک استفاده کرد.

شرکت بینا صنعت با تجربه چندین ساله در ارائه دوربینهای پردازش تصویر این امکان را فراهم ساخته تا بر حسب نیا مشتری تنوعی از دوربینهای صنعتی را در اختیار مشتریان خود قرار دهد.

بدست آوردن اجزای صحیح در جای مناسب برای مونتاژ SMT PCB بسیار مهم است و شرکت بینا صنعت با استفاده از آخرین فناوری دوربینهای صنعتی توسط تکنیکهای پردازش تصویر برای کمک به فرایند بازرسی  PCB قدمهای مثبتی را برداشته مورد استفاده قرار می دهد.

کاربرد

یکی از مهمترین مراحل در فرآیند مونتاژ PCB فن آوری (SMT) است ، زیرا این امکان را می دهد تا قبل از اینکه فیبر برای لحیم کاری آماده شود ، بررسی نهایی انجام شود که فیبر در وضعیت صحیح روی استند باشد. این بخش تضمین می کند که خروجی مورد انتظار در طی تولید با نمونه مشتری مطابقت داشته باشد. در یک فرایند بازرسی دستی با نمونه های حاوی صدها اجزاء ، یافتن هر یک از اجزاء توسط چشم و مقایسه آن با نمونه مشتری بسیار وقت گیر است. خسته کننده و مستعد خطا

خودکار سازی این فرآیند با استفاده از فناوری بینایی به ما امکان می دهد تا با مراجعه به نمونه مشتری حضور ، موقعیت یابی و هویت اجزای SMT را بررسی کنیم و چه از نظر صرفه جویی در وقت و چه از نظر صرفه جویی در هزینه ، تفاوت بزرگی ایجاد می کند. این یک مورد ضروری در بخش مونتاژ و کنترل کیفیت واحد SMT است

بازرسی خمیر لحیم کاری یک فرایند بازرسی درون خطی است و از این رو سیستم ها باید قادر به دستیابی به نرخ تولید در زمان واقعی ، اندازه گیری مساحت ، ارتفاع و حجم خمیر لحیم کاری پس از غربالگری و قبل از قرار دادن قطعات باشند همچنین بعد از قرار گیری قطعات می توان با تکنیکهای پردازش تصویر کنترل نهایی را روی برد به صورت دقیق انجام داد

در زمینه کنترل کیفی ، جایی که PCB مونتاژ شده پس از اتصال قطعات به PCB این موارد مورد بررسی قرار می گیرند

1. تشخیص حضور یا عدم وجود قطعات (این در واقع زیر مجموعه ای از وظایف قرار دادن قطعات است)
2. بازرسی از مشخصات مشترک لحیم کاری با استفاده از پردازش تصویر بر اساس نور منعکس شده
3. بازرسی از مشخصات اتصالات لحیم کاری با استفاده از تصویربرداری با اشعه ایکس دو بعدی. 4. بازرسی از مشخصات مشترک لحیم کاری با استفاده از لامینوگرافی پرتوی ایکس 3 بعدی.

در صورت بازرسی از نقاط  لحیم کاری با استفاده از نور منعکس شده ، سیستم ها تمایل دارند فقط عملکرد دودویی go / no-go را ارائه دهند ، عمدتا به دلیل پیچیدگی جسم مورد بررسی ، مشکل در توصیف نقاط و رفع خطاهای درست و نادرست  برخی از مشکلات اساسی را به همراه دارد.

روند در صنعت

علاوه بر معرفی تکنیک های جدید بینایی ماشین برای حل مشکلات بازرسی و کنترل در حال حاظر ، روند گسترده ای در صنعت وجود دارد که بتواند بینایی را تحت تأثیر قرار دهد تا بتواند نظارت و کنترل فرایند درون خطی در ساخت PCB را انجام دهد. به عنوان یک نتیجه ، سیستم های بینایی ماشین به طور فزاینده ای قادر به دستیابی به عملکردهای دقیق ، تکرارپذیر و تکرارپذیری با پارامترهای دقیق کنترل فرایند آماری استاندارد صنعت هستند. به نوبه خود ، این یک نیاز فوری برای اتخاذ معیار قابل قبول ، توصیف و استراتژی های آزمایش برای بینایی دستگاه صنعتی ایجاد می کند.

فن آوری های کلیدی برای توسعه آینده بینایی ماشین در صنعت  PCB

 صنعت الکترونیک روز به روز در حال پیشرفت است و مونتاژ PCB  جدید و فناوری های بسته بندی کامپوننت ها معرفی می شوند. در نتیجه ، پیش بینی اینکه فناوری های بینایی مورد نیاز ، مثلاً ، در مدت زمان سه سال ، چه خواهد بود ، دشوار است. با این حال ، یک واقعیت واضح است: صنعت همچنان به افزایش تراکم مؤلفه ها و افزایش شمارش پین ادامه می دهد. با توجه به گرایش به کنترل فرآیند درون خطی ، می توان پیش بینی موثری را انجام داد: که پردازش تصویر با وضوح بسیار بالا و متصل به نرم افزار پردازش و تجزیه و تحلیل بسیار سریع الزامی است. به طور معمول ،این صنعت نیازمند دو نوع سنسور خطی با وضوح بالا و اسکن منطقه ای مورد نیاز خواهدبود علاوه بر این،تأکید روزافزون بر بازرسی قبل و بعد از لحیم کاری ، نیاز به اندازه گیری دقیق 3 بعدی  با دقت معمولی 1 در 500 خواهد داشت.

همچنین می توان پیش بینی کرد که تکنیک های استاندارد بینایی موجود ، مانند تشخیص لبه ، تقسیم بندی ، آنالیز حباب ، استخراج ویژگی ها (با استفاده از تکنیک های ، 1-D و 2- D ، تائید مقیاس خاکستری و شیب) با این وجود ، آنچه که بدون شک تغییر خواهد کرد ، این است که این تکنیک ها باید مطابق با برخی از معیارهای استاندارد و مشخصه ها ، تمامی موارد را به نمایش بگذارند.

تکنیک های پردازش و تجزیه و تحلیل تصویرو عوامل تولید و مهندسی مکانیک ، دسترس بودن و استقرار مراحل مکانیکی سریع و دقیق ، با منبع نورهای  قابل کنترل ، جنبه ای مهم از سیستم های موفق بینایی ماشین است و همچنان خواهد بود. .

دستیابی به موفقیت در سیستم بینایی ماشین

از آنجا که برای راه اندازی پروژه های بینایی ماشین نیازمند یک تیم قوی متشکل از مهندسین بینایی ماشین در چندین رشته است شرکت بینا صنعت توانسته است با استفاده از نیرو های بومی این نیاز را مرتفع کرده و با انجام پروژه های بینایی ماشین امروزه در کشور به عنوان منبع مورد اعتماد اساتید و دانشجویان و کارفرمایان و مهندسین علاقمند به این حوزه از صنعت باشد .

1. مهندسی مکانیک
2. مهندسی نرم افزار
3. پشتیبانی کاربر
4. نصب سیستم
5. مونتاژ سیستم
6. مدیریت پروژه
7. بازاریابی محصول متمرکز شده است

نتیجه

نتیجه گیری شود که استقرار سیستم بینایی ماشین در صنعت PCB می تواند هم موفق و هم سودآور باشد. با توجه به رشد فعلی محصولات مصرف کننده مبتنی بر الکترونیکی و محصولات فناوری اطلاعات ، پیش آگهی طولانی مدت بسیار عالی است. با این حال ، چالش های قابل توجهی وجود دارد ، که مهمترین آنها ، تکرارپذیری و دقت لازم را نشان می دهند که از ویژگی های عملکرد تکرارپذیری سیستم می باشد