AOI (Automated Optical Inspection, การตรวจสอบด้วยแสงอัตโนมัติ) คืออะไร?

แนะนำ AOI

AOI ย่อมาจาก Automated Optical Inspection หรือการตรวจสอบด้วยแสงอัตโนมัติ เป็นเทคโนโลยีที่อาศัยระบบแมชชีนวิชั่น (Machine Vision) เพื่อทำหน้าที่ในการจดจำและตรวจสอบอย่างแม่นยำ ถือเป็นเครื่องมือสำคัญที่ช่วยขจัดข้อจำกัดของการตรวจสอบด้วยสายตามนุษย์ หน้าที่หลักของ AOI ได้แก่ การตรวจจับข้อบกพร่อง การวัดขนาด และการจัดตำแหน่ง AOI ถูกนำไปใช้อย่างกว้างขวางในหลากหลายอุตสาหกรรม เช่น เทคโนโลยีขั้นสูง เซมิคอนดักเตอร์ ยา และอาหารและเครื่องดื่ม โดยเฉพาะอย่างยิ่ง AOI มีบทบาทสำคัญในระบบอัตโนมัติภาคอุตสาหกรรม โดยอุตสาหกรรมแผงวงจรพิมพ์ (PCB) และจอแสดงผล เป็นพื้นที่ใช้งานหลักที่พบได้บ่อยที่สุด

องค์ประกอบหลักของระบบ AOI

ระบบ AOI ประกอบด้วยองค์ประกอบหลักหลายอย่าง ได้แก่ กล้องถ่ายภาพ เลนส์ ชิ้นส่วนกลไก PLC (Programmable Logic Controller) แหล่งกำเนิดแสง และคอมพิวเตอร์อุตสาหกรรม ระบบเหล่านี้อาศัยเทคโนโลยีแมชชีนวิชั่นโดยผสานรวมระหว่างออปติก การควบคุมทางไฟฟ้า กลไก และซอฟต์แวร์ตรวจสอบ เพื่อดำเนินการตรวจจับ โดยการตั้งค่าแหล่งแสงและใช้เทคนิคประมวลผลภาพด้วยคอมพิวเตอร์ ระบบ AOI จะสามารถเน้นลักษณะเฉพาะในภาพ และดำเนินการจัดตำแหน่งและตรวจสอบอย่างแม่นยำ ช่วยให้สามารถตรวจคัดกรองข้อบกพร่อง สิ่งปนเปื้อน และความผิดปกติในผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปและกึ่งสำเร็จรูปได้อย่างมีประสิทธิภาพตลอดสายการผลิต

อุตสาหกรรมและการประยุกต์ใช้เทคโนโลยี AOI

AOI ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมการผลิต เพื่อการตรวจสอบความผิดรูป ความเสียหาย ชิ้นส่วนที่หายไป สิ่งสกปรก และรอยขีดข่วน รวมถึงการอ่านโค้ด การจัดแนว การวัดอย่างแม่นยำ และการตรวจสอบการพิมพ์ อุตสาหกรรมต่าง ๆ เช่น ยานยนต์ เซมิคอนดักเตอร์ อิเล็กทรอนิกส์ และสิ่งทอ ล้วนได้รับประโยชน์จากเทคโนโลยี AOI

ความต้องการผลผลิตที่ดีขึ้นในอุตสาหกรรมการผลิตได้เพิ่มสูงขึ้น เนื่องจากข้อบกพร่องสามารถส่งผลกระทบต่อการทำงานของผลิตภัณฑ์ สายการผลิตแบบดั้งเดิมที่พึ่งพาการตรวจจับข้อบกพร่องด้วยมือไม่สามารถตอบสนองความต้องการของการตรวจสอบอย่างครอบคลุมและประสิทธิภาพในการผลิตได้อีกต่อไป ด้วยเหตุนี้ การนำระบบ AOI มาใช้จึงกลายเป็นแนวทางหลักในการตรวจจับข้อบกพร่องในกระบวนการอุตสาหกรรม

สเปกหลักที่ควรพิจารณาสำหรับระบบ AOI

ระบบ AOI มีลักษณะเฉพาะตามสเปกที่สำคัญหลายประการ ได้แก่:
Speed icon: a white stopwatch on a red background

ความเร็ว

หมายถึงจำนวนการตรวจสอบที่สามารถดำเนินการได้ต่อหนึ่งนาที หรือความสามารถในการตรวจสอบความยาวที่กำหนดภายในช่วงเวลาหนึ่ง

Accuracy icon: a white target on a red background

ความแม่นยำ

ระบุระดับความแม่นยำที่ต้องการของการวัด เช่น การตรวจวัดขนาดที่มีความแม่นยำ 5 ไมครอน หรือ 0.005 มิลลิเมตร

Field of View (FOV) icon: a white eye on a red background

มุมมองภาพ (FOV, Field of View)

หมายถึงขอบเขตการมองเห็นที่กล้องสามารถจับภาพได้ระหว่างกระบวนการตรวจสอบ

ประโยชน์ของ AOI ในอุตสาหกรรมการผลิต

เทคโนโลยี AOI มีข้อดีที่โดดเด่นหลายประการในภาคการผลิต:

ลดการตรวจสอบด้วยมือ

AOI ให้การตัดสินข้อบกพร่องที่แม่นยำและสม่ำเสมอกว่าการตรวจสอบด้วยสายตามนุษย์หรือการใช้เครื่องมือออปติคแบบแมนนวล

เพิ่มความเร็วในการตรวจสอบ

ระบบ AOI ที่ติดตั้งกล้องความละเอียดสูงสามารถตรวจจับรายละเอียดที่ตาเปล่าไม่สามารถมองเห็นได้ และยังสามารถแก้ไขข้อจำกัดด้านประสิทธิภาพของการตรวจสอบด้วยสายตาแบบดั้งเดิม

ควบคุมคุณภาพอย่างสม่ำเสมอ

ระบบ AOI ให้การตรวจจับข้อบกพร่องอย่างสม่ำเสมอ ทำให้มั่นใจได้ว่าแต่ละชิ้นงานได้รับการตรวจสอบด้วยความแม่นยำในระดับเดียวกัน ลดข้อผิดพลาดของมนุษย์

ลดต้นทุนแรงงาน

ด้วยการทำให้กระบวนการตรวจสอบเป็นอัตโนมัติ ระบบ AOI ช่วยลดความจำเป็นในการใช้แรงงานคน ซึ่งช่วยลดต้นทุนการดำเนินงานโดยรวมได้

ความท้าทายและข้อจำกัดของระบบ AOI

แม้ว่าระบบ AOI จะถูกใช้อย่างแพร่หลายในสายการผลิต แต่ก็ยังมีข้อจำกัดและความท้าทายบางประการ:

การตั้งค่าซับซ้อนและต้องปรับแต่งเฉพาะ

ระบบ AOI มีความซับซ้อนและต้องปรับแต่งเฉพาะสูง ทำให้การติดตั้งและใช้งานมีความท้าทาย และมีข้อจำกัดในการจัดการกับข้อบกพร่องที่ซับซ้อน พื้นหลังของภาพ และความแปรปรวนของแสง

การแจ้งเตือนเกินจริงและการตรวจจับที่มากเกินไป

AOI อาศัยอัลกอริทึมแบบดั้งเดิมที่มักตั้งค่าพารามิเตอร์ไว้อย่างเข้มงวด อาจทำให้เกิดการตรวจจับเกินความเป็นจริงหรือแจ้งเตือนผิดพลาดได้ เนื่องจากความไวต่อสภาพแวดล้อม เช่น การเปลี่ยนแปลงของแสง ส่งผลให้ต้องมีการตรวจสอบซ้ำด้วยมือเพื่อยืนยัน

ข้อบกพร่องที่ซับซ้อนและไม่เป็นรูปแบบแน่นอน

ระบบ AOI อาจมีปัญหาในการตรวจจับและจำแนกข้อบกพร่องที่ซับซ้อนซึ่งต้องใช้เทคนิคการประมวลผลภาพขั้นสูง ข้อบกพร่องที่มีรูปร่างไม่ปกติ มีความละเอียดอ่อน หรืออยู่ในตำแหน่งที่เข้าถึงยาก ล้วนเป็นความท้าทายสำหรับ AOI

การพึ่งพาพารามิเตอร์ข้อบกพร่องที่กำหนดไว้ล่วงหน้า

AOI อาศัยกลไกการตัดสินใจตามกฎที่ต้องใช้พารามิเตอร์ที่กำหนดไว้ล่วงหน้าเพื่อตรวจจับข้อบกพร่อง ซึ่งอาจทำให้เกิดปัญหาการตรวจไม่พบข้อบกพร่องที่ไม่เข้าเงื่อนไขที่กำหนดไว้

ความต้องการเฉพาะด้านอุปกรณ์และสภาพแวดล้อม

AOI ต้องอาศัยการเลือกใช้แหล่งกำเนิดแสง กล้อง และเลนส์ที่เหมาะสมอย่างมาก การตั้งค่าต้องคำนึงถึงวัสดุ สี และรูปร่างของวัตถุ เพื่อเพิ่มความคมชัดของภาพและได้ภาพที่เหมาะสมในการวิเคราะห์

ต้นทุนสูงและต้องการการดูแลรักษาสม่ำเสมอ

ระบบ AOI มีต้นทุนการลงทุนและบำรุงรักษาสูง การลงทุนเบื้องต้นรวมถึงอุปกรณ์เฉพาะทาง เช่น กล้องความละเอียดสูง และซอฟต์แวร์ขั้นสูง และยังต้องมีการดูแลรักษาและปรับเทียบอย่างสม่ำเสมอเพื่อรักษาประสิทธิภาพ

บทบาทของ AOI ในการผลิตยุคใหม่

เทคโนโลยี AOI มีบทบาทสำคัญในภาคการผลิตด้วยความสามารถในการตรวจสอบแบบอัตโนมัติ มอบข้อได้เปรียบด้านความแม่นยำ ความรวดเร็ว และความสม่ำเสมอในการตรวจจับข้อบกพร่อง อย่างไรก็ตาม AOI ก็มีข้อจำกัด เช่น การจัดการกับข้อบกพร่องที่ซับซ้อน เวลาในการตั้งค่า ต้นทุน และการพึ่งพาพารามิเตอร์ที่กำหนดไว้ล่วงหน้า ทางเลือกหนึ่งที่น่าสนใจคือซอฟต์แวร์ตรวจสอบด้วย AI ซึ่งมีความสามารถในการจดจำข้อบกพร่องขั้นสูง ตั้งค่าได้เร็วกว่า และต้องการตัวอย่างน้อยกว่าระบบ AOI ทำให้ AI กลายเป็นทางเลือกที่น่าสนใจในบางแอปพลิเคชันการผลิต
Photograph of an industrial AOI system. A camera is positioned above. The AOI system is likely checking for defects.