Kalite kontrol
AOI görsel muayene: makine bir kusuru tek bakışta nasıl görür
Enkoder diskindeki iğne delikleri, artık krom ve çizikler çoğu zaman yalnızca birkaç mikrometreden birkaç on mikrometreye kadardır; insan gözü uzun süre bakınca yorulur ve kusur kaçırır. Otomatik optik denetim (AOI), kusurları “aydınlatma, görüntüleme, karşılaştırma, sınıflandırma” olmak üzere dört adımda bulur ve konumlarını kaydeder. Bu yazı ilkeyi ve AOI ile gözle muayenenin güçlü yanlarını ve sınırlarını açıklıyor.
2500 çizgili bir diskte, 20 mm okuma yarıçapındaki çizgi genişliği yalnızca 25 μm civarındadır. Bu türden birkaç bin çizgi arasında birkaç mikrometrelik tek bir iğne deliğini bulmak için muayene elemanının mikroskop altında hücre hücre bakması gerekir; uzun süre bakınca göz yorulur, karar da kayar.
AOI (otomatik optik denetim), bu “farkı bul” işini kameraya ve algoritmaya yaptırır: önce görüntü alınır, sonra referans görüntüyle karşılaştırılır, farkın büyük olduğu yerler çerçeve içine alınır ve son olarak bunun ne tür bir kusur olduğuna karar verilir (Şekil 1).
1. adım: aydınlatma – kusuru “göze batır”
Kusurun görülüp görülmeyeceğini aydınlatma belirler. Cam diskte genellikle arkadan geçirgen aydınlatma kullanılır: ışığı kesen krom çizgiler siyah, ışığı geçiren cam parlak görünür. İğne deliği siyah çizgi içinde parlak bir noktaya, artık krom parlak aralık içinde siyah bir noktaya dönüşür; kontrast çok yüksektir ve en kolay tespit edilen kusurlar bunlardır.
Metal yansımalı disklerde koaksiyel yansıma aydınlatması kullanılır. Yüzey çizikleri ve parçacıklar için çoğu zaman ayrıca eğik bir ışık eklenir: düz yüzey ışığı aynasal olarak dışarı yansıtır, çizik ve parçacıklar ise ışığı objektife saçar ve karanlık zemin üzerinde parlak çizgiler olarak belirir. Birçok cihaz farklı kusurları yakalamak için birkaç aydınlatmayı birleştirir.
2. adım: görüntüleme – piksel kusurdan küçük olmalı
Bir kusuru güvenilir biçimde tespit etmek için genellikle görüntüde en az birkaç piksel kaplaması istenir. Örneğin 5 μm’lik bir kusuru yakalamak için piksel başına düşen boyutun 1–2 μm olması gerekir. Bu durumda 4000 piksel genişliğinde bir kamerada bile görüş alanı yalnızca 4000 × 2 μm = 8 mm olur; diskin tamamı çok sayıda görüş alanına bölünerek çekilir ya da disk döndürülerek çizgi tarama (line-scan) kamerayla sürekli taranır.
Büyütme arttıkça alan derinliği azalır. Disk biraz düzlemsel değilse yerel olarak odak kaçar; bu nedenle yüksek büyütmeli muayene, tutma ve odaklama konusunda da gereksinimler getirir. Çözünürlük, görüş alanı ve muayene süresi birlikte dengelenmelidir.
3. adım: karşılaştırma – “farklı” olan yeri bul
Yaygın üç karar yöntemi vardır:
- Referans görüntüyle karşılaştırma: Referans görüntü tasarım verisinden ya da uygun olduğu doğrulanmış bir diskten elde edilir. Çekilen görüntü referansla hizalandıktan sonra piksel piksel çıkarılır; farkın eşiği aştığı bölgeler şüpheli noktalardır. Hizalama çok hassas olmalıdır, aksi takdirde her çizginin kenarında fark çıkar.
- Periyot karşılaştırması: Artımlı iz tekrarlayan bir desendir; her periyot komşu periyotla karşılaştırılabilir ve “farklı görünen” hücre işaretlenir.
- Kural tabanlı karar: Çizgi genişliği, aralık ve parlak leke alanı doğrudan ölçülür; ayarlanan aralığın dışına çıkarsa alarm verilir.
4. adım: sınıflandırma ve kayıt
Şüpheli bir nokta bulunduğunda algoritma alanını, uzunluk ve genişliğini, parlaklığını ve şeklini çıkarır: çevresinden parlak ve yuvarlak olanlar çoğunlukla iğne deliğidir; çevresinden koyu ve aralığın içinde kalanlar çoğunlukla artık krom ya da parçacıktır; ince uzun olanlar çoğunlukla çiziktir. Ardından okuma bölgesinde olup olmadığı ve kaç tane olduğu da hesaba katılarak karar verilir.
AOI ayrıca her kusurun koordinatlarını ve görüntüsünü saklar. Her diskte aynı konumda aynı kusur varsa sorun büyük olasılıkla fotomaskededir; konumlar rastgele dağılmışsa kaynak daha çok parçacıklar ve temizliktir. Bu kayıtlar izlenebilirlik ve proses iyileştirme için çok değerlidir.
Gözle muayeneyle karşılaştırma
| Konu | AOI | Gözle muayene |
|---|---|---|
| Tutarlılık | Parametreler aynı kaldıkça sonuç tekrarlanabilir | Deneyim ve yorgunluktan etkilenir |
| Hız | Hızlı, seri üretime uygun | Yavaş |
| Kayıt | Koordinat ve görüntüyü otomatik saklar | Elle kayda dayanır |
| Yanlış alarm | Toz ve su lekesi de alarm verdirebilir | Silinebilen kirleri ayırt edebilir |
| Yeni kusur türleri | Algoritma veya kuralların ayarlanması gerekir | Deneyimle değerlendirilebilir |
AOI’nin göremediği şeyler de vardır: disk yan yüzündeki kenar çatlakları, düzlemsellik ve optik yoğunluk değerleri başka cihazlarla ölçülmelidir. Eşik çok sıkı ayarlanırsa yanlış alarm artar, çok gevşek ayarlanırsa kusur kaçar. Bu yüzden yaygın uygulama, önce AOI ile ön eleme yapmak, ardından alarm veren noktaları bir kişinin mikroskop altında yeniden değerlendirmesidir.
Özet
AOI’nin özü “aydınlatarak ortaya çıkarmak, net görüntülemek, doğru karşılaştırmak, doğru ayırmak”tır. Görsel muayeneyi tekrarlanabilir, kayıt altına alınabilir ve izlenebilir hâle getirir; ancak eşik ayarı ve insanın yeniden değerlendirmesi yine de vazgeçilmezdir. Bir AOI sonucuna bakarken yalnızca “uygun mu, değil mi” sorusuna değil, kusurların konum dağılımına da dikkat etmek gerekir.
Çince orijinal makalenin çevirisi (0031). ENC7 – enkoder diski üreticisi (teklif) · Teknik makaleler · https://enc7.com
© Langfang Jingzheng Optoelectronic Technology Co., Ltd. Tüm hakları saklıdır. Bu makale yapay zekâ desteğiyle hazırlanmıştır.