金属部品のLED光源を用いた外観検査事例を紹介

金属部品の外観検査では、表面の傷や汚れ、変形、欠けなどを確認しますが、金属表面が持つ強い光沢や反射の影響で、欠陥の見落としや検査の不安定化が発生するケースが多く報告されています。

本記事では、金属部品の外観検査に適しているLED光源を使用するメリットや、検査事例、対応装置を扱うメーカーについて解説します。

金属部品の
外観検査における課題とは？

金属部品の表面は、研磨や鏡面仕上げが施されていることが多く、強い光沢を放つのが特徴です。反射により、画像が白飛びし、画像処理が不安定になることがあります。また、微細な傷や凹みといった欠陥が、反射光の影に隠れる、もしくは光の中に埋もれることで検出が困難になる場合も。

実際に、表面に錆がある金属部品の検査を室内灯で行うと、高い反射率とサビの影響が相まって、傷の検出が非常に難しいという事例も確認されています。

LED光源を用いた外観検査を
行う理由

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材質に適した見え方に
調整できるため

LED光源は白色に加え、紫外線や赤外線に特化した素子も選択でき、用途に応じた波長を利用できます。この特性を活かし、検査対象の材質や検出したい欠陥の種類に応じて、光の色（波長）を細かく調整することが可能です。

また、対象物の色と補色の関係にある光を選ぶことで、特定の箇所を目立たせ、欠陥をより鮮明に捉えられるのも利点の1つ。光の性質を調整することで、検査対象の様々な特徴を浮かび上がらせ、見逃しや誤検出を軽減できます。

反射光をコントロールできるため

金属や光沢面の検査では、反射光（ハレーション）が欠陥を隠す一因となります。LEDは発光素子が小さく、リング型、バー型、ドーム型、面発光型など多様な形状の照明器具に対応可能で、光の拡散性や照射角度を自在に調整できます。

不要な反射を効果的に抑制できるだけではなく、ワークの輪郭や微細な凹凸を強調するためにあえて反射を利用することも可能です。

例えば、ドーム型照明は光沢面を均一に照らして反射を低減できるのに対し、ローアングルリング照明は低角度からの光でエッジや欠陥を際立たせられます。

LED光源装置を用いた
金属部品の検査事例

自動車ボディパネルの欠陥検査
（Advanced Illumination）

自動車のドアやボディパネルにおける金属部品の外観検査では、長年、蛍光灯か光ファイバーライトが使われていました。

しかし、蛍光灯は光が拡散してムラが出やすく、光ファイバーは高コストで光源交換も多いため、メンテナンス負荷とダウンタイムが増えることが課題となっています。

本事例では、高電流赤色LEDバー照明を2本使い、部品を左右から浅く照らすことで、表面の傷だけをはっきり浮き上がらせることに成功。上方のカメラで1度通すだけで、小さな表面欠陥（傷や凹み）を細かく確認することができました。

金属部品の検査に対応する
LED光源装置メーカー

検査ニーズに応えたLED光源装置を製造するメーカーをいくつかご紹介します。

ユーテクノロジー

産業用の検査照明・光学機器を手がけるメーカーです。電子部品の外観検査に適した「ダイレクトリング照明（UDRシリーズ）」は、360度方向からの均一な照射により、設置や調整が容易であることが利点です。拡散板や偏光板を併用することで光の性質を変え、様々な検査用途に対応できます。

また「ローアングルリング照明（ULRシリーズ）」は、ワーク表面の微細な凹凸や、エッジの欠けなどを強調するのに適しており、拡散板の使用により光質を調整可能。

また、照射距離を変化させることで照明効果を変えられるマルチアングル照明（UMAシリーズ）など、幅広い種類のLED照明を取り扱っています。

アイテックシステム

検査・画像処理用LED照明や紫外線（UV）照射装置を展開するメーカーです。「同軸落射照明 LCAGシリーズ」を提供しています。ハーフミラーを介してカメラ同軸に均一な拡散光を入射でき、鏡面金属の傷・刻印・打痕を高コントラストで抽出できます。

ハヤシレピック

産業用・マシンビジョン向け検査照明を手がけるメーカーで、「PWM高均一同軸落射タイプ」を提供しています。高均一・高照度で平行度の高い光により、金属表面の微小欠陥やエッジを強調できます。

PWM点灯制御でLEDの熱負担を抑え、白・赤・青・緑や、850nmの発光色を選択可能。無償デモ機の貸し出しにも対応しています。

ケンコー・トキナー

レンズや産業用照明を展開する光学機器メーカーで、LEDダイレクトリング照明（UVタイプ）や、2色反射型／2色LEDダイレクトリング照明、各種バックライト・コーキシャル照明を提供しています。

また、面照明では、LED高輝度チップ型バックライト、LEDエッジ型バックライト、LEDダイレクト直下型バックライトなどがあり、主に透過光を用いた検査に有効です。幅広い産業分野での検査アプリケーションに対応できるよう設計されています。

ここまで、対象物ごとの外観検査における課題や、LED光源を活用するメリットを解説してきました。
ただし、実際にLED光源装置を選ぶ際は、対象物の材質だけでなく、検出したい欠陥の種類、必要な精度、検査工程の自動化レベルによって適したメーカーが異なります。

そのため、次は「どの対象物を検査するか」だけでなく、「どのような不良を、どの精度で見つけたいか」からLED光源装置を比較することが重要です。
以下では、検査目的別におすすめのLED光源装置メーカーを紹介しています。