位置度在触点阵列上意味着什么
触点距离图纸给定位置有多远，以直径而不是正负偏差的形式上报。 公差带是围绕理论中心的一个圆，因此上报值是径向偏差的两倍.
RTP = 2 × √( Δx² + Δy² )
某个触点在 x 方向偏 0.10 mm、在 y 方向偏 0.10 mm，径向误差为 0.141 mm，位置度为 0.283 mm。引用径向值会让报告上的每个数字都减半，这是这类结果最常见的误读方式。
一次推理如何同时完成两件事
从图像到报告之间的四个步骤
测量不是挂在缺陷检测上的附加件，缺陷检测也不是挂在测量上的附加件。两者都是从同一张图像的同一次分割结果中读出来的。
分割每一个触点
一次推理在整个视野内为每个触点返回一个像素掩膜，而不是为每个引脚单独裁一张小图。没有任何区域被单独裁切、开窗或逐个搜索，因此一个 160 触点的工件与一个 16 触点的工件耗时相当。
亚像素质心
掩膜通过强度加权矩归算为中心，而不是取最近的整像素。正是这一点让测量分辨率低于像素间距，也让一份合理的微米每像素预算物有所值。
拟合到理论阵列
相似变换把实测中心配准到图纸理论值上，一并解出旋转、平移和等比缩放。夹具摆放因此从测量结果中被剥离，而不是污染它。
同时报告偏差与状态
位置来自拟合之后的残差。状态来自产生该残差的那个掩膜。异物、变形和缺失触点，都是测量已经用过的那条边界上的变化。
对齐问题
测的是工件，不是夹具
连接器从不会两次完全一样地就位。若用原始图像坐标测量，一个只旋转了 0.2 度的工件会让所有外围触点都被判为超差，而工件本身完全合格。那个误差属于摆放，把它当成产品问题，正是一个本来能力充足的过程开始在终检上失分的原因。
解决办法是在计算任何偏差之前先做最佳拟合。相似变换在整个触点阵列上一次解出旋转、平移和等比缩放，把实测中心配准到图纸理论值上。拟合之后剩下的残差，才是工件本身。
拟合采用哪个基准，会改变报告上的每一个数字。对所有触点做拟合会把误差均匀摊开，从而美化一个只有一根坏引脚的工件。对图纸指定的基准要素做拟合，报告的才是图纸要求的内容。两者结论不一致，而其中只有一个是规范。
同一帧中的异物
污染物是列举不完的
异物可能是金属屑、锡球、镀层碎片、手套纤维、粉尘，以及上一道工序掉下来的任何东西。用你见过的清单训练出来的分类器，会在你没见过的第一样东西上失效，所以检测被表述为与洁净触点之间的偏离，而不是一组有名字的类别。
导电异物是代价最高的
一块搭接两个触点的金属碎屑，会在出货几个月后变成现场短路。它也是最难看见的，因为那是金属压在金属上，让纤维一眼可辨的那种对比度并不存在。
尺寸取决于光学
可检出的下限由微米每像素以及颗粒上能落到多少个像素决定，而不是由模型决定。说出真正在意的最小颗粒，视野和镜头就能算出来。
位置告诉你它从哪来
把异物记录在它落到的那个触点上，得到的是过程数据，而不是一个废品计数。一颗总是出现在阵列同一位置的颗粒，指向上游某个具体工位。
如何验证
一次量具研究，而不是一场演示
我们在一款 160 触点的高速连接器上按测量系统分析的方式做了这件事，其直径位置公差为 0.46 mm。交叉式量具 R&R 以 ANOVA 方法把变差分解为零件间变差、重复性和再现性，结果又与三坐标测量机在同一批工件上的数据做了相关性比对。
对照带证书的标准件
标准块上的每一个触点都测在 0.46 mm 公差带之内，平均位置度误差为 0.031 mm。这一步是在用比例和拟合去判定任何生产件之前，先确认它们是对的。
对照基准方法
与三坐标测量机在同一批连接器上的结果相比，98% 的触点一致性在 0.025 mm 以内，上报位置度的平均差异为 7.5 µm。在线的数字和计量室的数字描述的是同一个工件。
占公差带 15% 意味着按 AIAG 指南该测量落在有条件接受的区间，其中低于 10% 为可接受，超过 30% 为不可接受。10 个可区分类别是最低要求 5 个的两倍，这正是让输出能用于统计过程控制、而不只是用于判定合格与否的原因。
真正难的地方
决定这个数字是否真实的四件事
测量的失效方式和检测不同。检测要么找到缺陷，要么没找到。测量却可以错得很有把握，而连接器上一个错得很有把握的位置，意味着报废一件好品，或者放走一件会短路的产品。
透视误差就是测量误差
触点是有高度的。普通镜头看视野边缘的引脚时会带一点侧视角，于是引脚顶端和根部投影到的中心并不重合，表观位置随工件恰好落在哪里而变化。任何标定都无法消除它，因为它取决于摆放位置。当直径公差在零点几毫米量级时，远心光学就不再是锦上添花。
比例必须可溯源
微米每像素是换算一切的常数。它应当由带证书的标准件导出，而不是由打印的标靶导出，并且要记录下来、按计划复核。漂移了的比例不会给出明显错误的数字，它给出的是看起来合理的数字，那更糟。
照明决定边缘在哪里
镀层触点既是曲面又是镜面。正面照明会让表观边界随照射角度移动，于是同一根引脚在一盏老化的灯下测出来的结果就不一样。能产生稳定边界的照明几何，通常是背光或受控的漫射穹顶，才是让边缘可重复而不只是可见的原因。
先谈重复性，再谈准确度
一个平均值正确但零件之间离散很大的工位，无法对任何东西做判定。重复性正是量具研究所测量的内容，在工位判废第一件之前就提出这项要求是合理的，而不是等它判错了之后。
为什么要测量
判定结果说的是一个工件。数字说的是整个过程。
过程能力，而不是良率
位置度数值的分布可以给出该特征的过程能力指数。合格率只能给出这一班次里碰巧通过产线的工件比例。
在报废之前看见漂移
位置逐渐向公差边界靠拢，在任何东西失效之前就已经可见好几个小时。刀具磨损、夹具松动、送料偏移，都会先在均值上显现出来，之后才会出现在废品箱里。
先上报，再判定
测量可以在生产中运行并被记录下来，而不参与任何判定。你先积累几周真实数据，再根据过程的实际表现设定限值，而不是直接打开判定开关然后才发现问题。
如何提出规格
- 给出图纸上的位置公差，并说明它是不是直径公差。关于系统能力是否够用的争论，有一半最后都只是差了一个二倍关系。
- 给出拟合必须使用的基准要素。 对所有触点做最佳拟合，和对图纸基准做拟合，在同一个工件上会给出不同的报告。
- 给出真正在意的最小颗粒，然后让视野、镜头和微米每像素由此推导出来。我们的光学计算器可以为标准光路和远心光路完成这项计算。
- 估算触点高度和就位变化量，再检查由此产生的透视误差是否落在公差之内。如果不在，就为远心光学留出预算，而不是等到量具研究阶段才发现。
- 事先约定验收研究的做法。 用真实工件做交叉式量具 R&R，并与贵方的基准方法做相关性比对，判定阈值在任何人开始之前就写清楚。
Manufacturers running Overview AI in production
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FAQ
Frequently asked questions
连接器上的位置度是什么？
位置度是指触点的实际位置与图纸规定位置之间的偏差，以直径而不是正负偏差的形式表示。公差带是围绕理论中心的一个圆，因此报告值等于径向偏差的两倍。某个触点在 x 方向偏 0.10 mm、在 y 方向偏 0.10 mm，径向误差为 0.141 mm，位置度为 0.283 mm。用径向值代替直径值上报，会让报告上的每个数字都减半，这是这类结果最常见的误读方式。
一台相机能同时测量位置并发现异物吗？
可以，前提是测量来自分割模型而不是另一套独立的计量工具。模型为画面中的每个触点输出一个掩膜。以亚像素精度计算该掩膜的质心，得到位置。同一个掩膜的形状给出状态，因为触点上的异物和变形的触点都会改变边界。一次推理产生两个答案，所以第二项检查占用的节拍时间本来就已经花掉了。
为什么必须先对齐工件才能开始测量？
因为工件在夹具中从来不会两次完全一样地就位。若直接用原始图像坐标测量，一个只旋转了零点几度的连接器会让所有外围触点都被判为超差，尽管工件本身完全合格。最佳拟合会把实测触点阵列配准到理论阵列上，先解出旋转、平移和比例。拟合之后剩下的才是工件偏差，而不是夹具偏差。拟合采用哪个基准会改变报告上的每一个数字，因此必须与图纸一致，而不是取图像中方便的那个。
怎么知道这个测量结果可信？
做量具 R&R 研究，和鉴定其他任何量具的做法一样。交叉式量具 R&R 把变差分解为零件间变差、重复性和再现性，并把测量误差表示为公差带的百分比。AIAG 指南认为低于 10% 可接受，10% 到 30% 视应用的成本与关键程度有条件接受，超过 30% 不可接受。可区分类别数应为 5 或更多。在工位开始判定生产件之前完成这项研究，正是测量与演示之间的区别。
这能取代三坐标测量机吗？
它取代的是抽检，而不是基准。三坐标测量机在受控环境中每小时测几件，仍然是判定真值的仲裁者。视觉系统以产线节拍测量每一件，并与该基准做相关性比对。可行的安排是在线全检，同时保留三坐标做周期性相关性验证，这样当客户问在线数据是如何验证的时候，你也有一份可重复、有记录的答复。
能检出多大的异物？
这取决于光学系统，而不是模型。微米每像素的比例决定了下限，一个特征需要跨越若干个像素，才能与传感器噪声和下方镀层纹理区分开。对比度和尺寸同样重要，镀金触点上的一根深色纤维远比金属表面上的金属碎屑好检。诚实的规格制定方式是先说出真正在意的最小颗粒，再反推出能给它足够像素的视野和镜头。