技術ノート｜射出成形品の外観検査：2Dカメラで見えない欠陥はどれか

化粧品容器やスイッチ筐体などの射出成形品では、欠陥の種類が十数種類に及びます。実測では、2Dカメラで簡単に捉えられる欠陥もあれば、どう照らしても写らない欠陥もありました。2つのプロジェクトの経験をまとめます。

2Dで検出できたもの

• バリ：突出が約5画素を超えれば検出
• 平坦面の凹み：5画素（面積約163 μm）以上で検出
• 斑点、焼け（カラーカメラで色抽出）、ショート（ミラーで側面を撮像）
• フック破損、ゲート残りが長い：外部同軸照明の反射とバー照明の影で判定

2Dでは見えない、または特別な条件が必要なもの

• ヒケ：表裏どちらの平面画像でも差が出ず、ステレオ3Dも同様（平面画像に基づくため）
• 凸点：反射材質の平坦面では現れず、エッジの側面でのみ見える
• 水シミ・シルバー・突き出し跡：通常の照明では写らず、多方向照明の時分割撮像による正反射画像や形状画像でのみ検出
• 油汚れ：解像度57.5 μmでは写らず、約18〜22 μmに上げると検出

3Dレーザー：ヒケへの答え

3Dレーザー変位センサ（Z軸分解能0.5 μm）でスキャンすると、良品は高さプロファイルが滑らかで、不良品では33〜40 μmの段差が測れ、ヒケを高さで直接判定できます。

歩留まり統計の注意点

容器396個のテストで「目視で見え、かつ9画素超」を基準にすると、315個が不良、歩留まり約20%となりました。これは多くの場合、規格をお客様と再定義する必要があるサインです。自動化の前に「何を不良とするか」を明確にしましょう。