Техническое зрение: системы для производства и роботов

Камера, свет и программа на ходу измеряют изделие и сами решают, что с ним делать: пропустить, отбраковать или подсказать роботу, куда вести шов.

Сварочный робот ведёт шов на котельной доске

±3 ммразброс заготовок, который сварочный робот компенсирует замером перед швомКейс →100 000бутылок в час на линии, где наша камера проверяет укупоркуКейс →99,9%результативность контроля укупоркиКейс →3 днямонтаж системы на действующей линииКейс →

Что такое техническое зрение

Техническое зрение — камеры и программы, которые на производстве заменяют глаза контролёра и мерительный инструмент. Система снимает изделие, находит на снимке кромки, отверстия, надписи или дефекты, переводит их в миллиметры и сравнивает с допуском. Ответ сразу уходит оборудованию: заслонке отбраковки или роботу.

На заводе «техническое», «машинное» и «промышленное» зрение означают одно и то же. Компьютерное зрение — понятие шире: так называют все технологии, которые понимают изображение, от распознавания лиц до беспилотных машин. Мы говорим «техническое зрение», когда камера стоит у линии или на роботе и ответ нужен раньше, чем изделие уйдёт из кадра.

Чем отличается от видеонаблюдения

Камера наблюдения показывает картинку человеку, и решает он. Система технического зрения решает сама и отдаёт команду оборудованию. Человек видит только брак и статистику по сменам.

Из чего состоит система технического зрения

Камера. Матричная снимает кадр целиком. Линейная собирает изображение строка за строкой, пока под ней идёт плёнка или лист. Разрешение подбираем по самому мелкому дефекту, который надо увидеть.
Объектив. Для измерений берём телецентрический: размер детали на снимке у него не меняется, если деталь легла чуть ближе или дальше.
Подсветка. От неё зависит больше, чем от камеры. Свет сзади даёт чёткий контур для замера, свет под острым углом вытягивает царапины и вмятины, рассеянный убирает блики с глянца.
Датчик положения. Даёт команду снимать в тот момент, когда изделие в кадре.
Вычислитель. Промышленный компьютер у линии или умная камера со встроенной программой.
Программа. Измеряет по правилам или распознаёт нейросетью, ведёт журнал, показывает оператору снимки брака.
Выход на оборудование. Сигнал на отбраковку, в контроллер линии или роботу.

Почему свет важнее камеры

Дефект, который не виден при данном свете, не найдёт ни одна программа. Поэтому на стенде мы сначала подбираем подсветку и угол съёмки и только потом камеру.

На линии розлива геометрию крышки снимали так, чтобы контур укупорки был виден на каждом кадре при 100 000 бутылок в час.

Покрутите станцию технического зрения в 3D

3DСтанция контроля укупорки: камера, подсветка, отбраковкаПокрутить в 3D →

Как работает система технического зрения

Изделие входит в кадр. Датчик или метка конвейера даёт команду, и камера снимает ровно в этот момент.
Подсветка вспыхивает только на время кадра, чтобы на скорости линии снимок не смазался.
Программа находит на снимке нужные точки и кромки и меряет расстояния в миллиметрах. Если дефект трудно описать правилом, снимок смотрит нейросеть.
Результат сравнивается с допуском. Ответов три: годен, брак или поправка для робота.
Сигнал уходит на отбраковку или роботу, снимок и результат записываются в журнал.

Сколько времени на одно изделие

При 100 000 бутылок в час через точку контроля проходит почти 28 бутылок в секунду. За это время каждую надо снять, измерить и, если укупорка неправильная, сбросить с линии. Поэтому программа работает рядом с камерой, а не на удалённом сервере.

Что проверяет и измеряет техническое зрение

Размеры и геометрия

Диаметры, зазоры, положение отверстий, высота укупорки. На линии розлива наша камера меряет геометрию каждой крышки.

Дефекты поверхности

Сколы, царапины, вмятины, пятна, непрокрас, включения в плёнке.

Сборка

Все ли детали на месте, правильно ли стоят, есть ли крепёж.

Маркировка и коды

Дата и партия, коды «Честного знака», соответствие этикетки продукту.

Положение детали

Где лежит деталь и как повёрнута. По этим координатам робот берёт её или ведёт инструмент.

Подсчёт и сортировка

Число изделий на ленте, сортировка по размеру, цвету или классу.

Плоское и объёмное (3D) техническое зрение

Обычная камера даёт плоский снимок. Его хватает, когда важны контур, надпись или пятно на поверхности.

Когда нужна высота или глубина (выпуклость шва, перекос детали в ящике, вмятина на гладком листе), камера должна видеть объём. Способов несколько:

Способ	Как получает объём	Где подходит
Лазерная линия	Лазер рисует полосу на детали, камера смотрит на неё под углом. По изгибу полосы считается профиль.	Профиль шва и кромки, высота и плоскостность детали на конвейере
Структурированный свет	Проектор светит узором, камера считает, как узор исказился на детали.	Неподвижная деталь: взять из ящика, проверить форму целиком
Две камеры (стереопара)	Камеры смотрят с разных точек, как два глаза. Расстояние считается по разнице снимков.	Крупные объекты, навигация тележек и роботов
Время пролёта света	Камера меряет, за сколько свет вернулся от каждой точки.	Объём коробок и паллет, человек в опасной зоне

Какой способ брать, решаем на стенде: снимаем ваши детали и смотрим, какой даёт нужную точность на вашей скорости.

Техническое и компьютерное зрение для роботов

Промышленный робот точно повторяет заученное движение, но сам ничего не видит. Деталь легла на пару миллиметров в сторону, заготовка вышла чуть кривее, а робот всё равно пойдёт по старой траектории. Техническое зрение даёт ему глаза: перед работой измерить, где на самом деле деталь, и поправить движение.

Что умеет робот с техническим зрением:

брать детали, которые лежат как попало: в ящике, на конвейере, на паллете;
вести сварку, резку или нанесение герметика по фактической кромке, а не по чертежу;
проверять свою работу: шов, сборку, укладку;
замедляться и останавливаться, когда в рабочую зону вошёл человек.

Сварочный робот, который сначала измеряет

Завод РЗКО вваривает дымогарные трубы в котельную доску. Разброс заготовок доходил до ±3 мм, а это порог, за которым роботизированная сварка обычно перестаёт работать. Переделывать заготовительный участок завод не хотел.

Мы поставили робота и адаптировали его алгоритм. Перед сваркой он измеряет каждую точку в диапазоне от −3 до +3 мм, строит по замерам карту сварки и ведёт по ней круговой шов. Заготовительный участок остался как был.

Посмотреть кейс

Цикл сварки трубы: подвод головки, определение положения, круговой шов, отвод. 30 секунд.

Техническое зрение на линии розлива: наш кейс

Линия розлива йогурта на 100 000 бутылок в час недозакручивала часть крышек. Ремонт установки стоил 750 000 долларов, очередь к поставщику растянулась почти на год, и всё это время укупорку вручную проверяли десять человек.

Мы поставили метрологическую камеру технического зрения. Правильность укупорки она определяет измерением геометрии крышки, а не сравнением картинки с образцом, и брак сбрасывает сама. Коллеги по отрасли считали, что измерением эту задачу не решить, поэтому сначала мы собрали стенд и проверили его на ящике реальных бутылок.

Монтаж на действующей линии занял три дня. Результативность контроля — 99,9%, система работает по сей день.

Контроль укупорки бутылок камерой

Одна система вместо десяти человек визуального контроля на линии 100 000 бутылок в час.

Посмотреть кейс

Как система технического зрения связывается с линией и роботом

Результат проверки полезен, только когда по нему что-то происходит. Система отдаёт его тем, кто действует:

контроллеру линии (ПЛК, программируемый логический контроллер): сигнал «брак» на заслонку или толкатель, команду остановить линию;
роботу: поправку координат перед движением;
диспетчерской программе (SCADA): снимок брака и счётчики на экране оператора;
системе учёта производства (MES) и 1С: сколько брака, по какой причине и в какую смену.

Заранее договариваемся, что делать, если камера отказала или запачкалась. Молчание камеры линия не должна считать знаком «годен»: такие изделия уходят в отбраковку или линия останавливается, а оператор получает сигнал.

Как выбрать систему технического зрения

Перед выбором камеры ответьте на пять вопросов. От ответов зависят и оборудование, и объём работ.

Что надо увидеть и какого размера самый мелкий дефект. Отсюда камера и объектив.
С какой скоростью идёт изделие. Это время на снимок и на решение.
Что делать с результатом: сбросить брак, остановить линию, поправить робота, записать в отчёт.
Какие условия у линии: пыль, пар, вибрация, блики, свет из окон, который меняется за день.
Кто будет обслуживать систему: протирать оптику, дообучать модель, когда меняется упаковка или сырьё.

Готовая камера или система под задачу

Умная камера из каталога подходит для типовой задачи: прочитать код или проверить, есть ли этикетка. Если надо мерить на скорости, видеть дефект на сложной поверхности или вести робота, систему собирают под задачу.

А если хватает обычного датчика наличия, так и скажем: техническое зрение там не нужно.

Как внедряем техническое зрение

Задача и образцы

Разбираем, что проверять, допуски и условия у линии. Собираем образцы нормы и брака, а если брака мало, снимаем его на линии.

Стенд

До выезда на объект снимаем образцы в лаборатории, подбираем свет и камеру, проверяем, виден ли дефект.

Испытания

Настраиваем замер или обучаем нейросеть. Меряем две цифры приёмки: сколько брака система пропускает и сколько годного бракует зря.

Монтаж

Ставим камеры на линию или на робота и подключаем к оборудованию. На линии розлива монтаж занял три дня.

Наблюдение

Смотрим за работой после запуска и дообучаем модель, когда меняются условия.

Вопросы и ответы

Что такое техническое зрение простыми словами?

Камера и программа, которые измеряют и проверяют изделие вместо человека и сразу отдают результат оборудованию: отбраковке или роботу.

Чем техническое зрение отличается от машинного и компьютерного?

На производстве техническое и машинное зрение означают одно и то же: проверку и измерение у линии. Компьютерное зрение шире, так называют все технологии понимания изображений, от распознавания лиц до беспилотных машин.

Из чего состоит система технического зрения?

Камера, объектив, подсветка, датчик положения, вычислитель с программой и выход на оборудование линии или робота.

Какую точность даёт техническое зрение?

Чем меньше участок, который снимает камера, тем мельче отклонение она замечает. Точность для вашей детали меряем на стенде до покупки оборудования. На линии розлива результативность нашего контроля укупорки — 99,9%.

Нужна ли нейросеть для технического зрения?

Не всегда. Размеры надёжнее мерить алгоритмом по контуру. Нейросеть нужна, когда дефект трудно описать правилом: царапина любой формы, пятно, складка.

Как техническое зрение помогает роботу?

Перед движением робот получает от системы фактическое положение детали и поправляет траекторию. В нашем проекте сварки котельных досок робот измеряет каждую точку заготовки и строит карту сварки, поэтому разброс ±3 мм ему не мешает.

Чем объёмное (3D) зрение лучше обычной камеры?

Объёмная съёмка видит высоту и глубину: выпуклость шва, перекос детали, вмятину. Если важен только контур или надпись, обычная камера проще и быстрее.

Можно ли поставить техническое зрение на действующую линию?

Да. Камеры ставят над существующим конвейером, отбраковку подключают к имеющемуся механизму. На линии розлива на 100 000 бутылок в час монтаж занял три дня.

Что будет, если камера запачкается или откажет?

Система это замечает по тёмным или пустым снимкам. Изделия без проверки уходят в отбраковку или линия останавливается, оператор получает сигнал. Порядок действий согласуем до монтажа.

Что нужно от нас, чтобы начать?

Описание задачи, допуски, образцы нормы и брака или их фото и видео с линии. Этого хватает, чтобы собрать стенд и проверить, видно ли то, что нужно.

Сколько стоит система технического зрения?

Считаем под задачу: стоимость зависит от числа точек контроля, скорости линии, нужной точности и того, куда подключать результат.

Материал подготовлен специалистами Firm Mark. Обновлено: 1 ноября 2026 года.