Volumenmessung in der Logistik

Paletten, mit denen Waren an den Einzelhandel geliefert werden, sind heute bunt gemischt beladen. Die Paletten werden im Lager genau in der Reihenfolge bestückt, wie sie später im Supermarkt Schicht für Schicht wieder entladen werden und wie die Waren in die Regale geräumt werden. Das sorgt für schnellere Prozesse oder spart Lagerplatz im Einzelhandel. Kleinere Läden oder Kioske können gar nicht anders beliefert werden. Damit das gelingen kann, muss der gesamte Logistikprozess von der Einlagerung bis zu Beladung und Versand der Paletten funktionieren – und das trotz hoher Herausforderungen in der Detektion der „bunt gemischten“ Waren.

Die Logistikexperten von Dematic entwickeln Hochleistungssysteme, um diesen Prozess rund um gemischte Paletten weitestgehend automatisieren und kundengerecht gestalten zu können: von der Ermittlung des optimalen Einlagerungsplatzes, der softwaregestützten Berechnung der Ladesequenz der Palette über die sequenzgerechte Anlieferung der benötigten Artikel, die Kommissionierung der Palette bis hin zum Umwickeln der Palette mit Folie für eine hohe Transportstabilität. Die Software, die die Ladesequenz errechnet, optimiert auch gleichzeitig die Ladungsdichte der Palette und macht das Bauen von höheren Paletten möglich, um die Transportkosten zu reduzieren.

Prädestiniert für die Volumenvermessung von quaderförmigen Objekten wie Paketen auf flachen Förderbändern ist das Volumenmesssystem der Familie VMS410/510.

Hohe sensorische Herausforderungen

Für die Ermittlung des optimalen Lagerplatzes und auch für die Zusammenstellung von gemischten Paletten sind grundlegende Daten der Artikel wie Dimension, Volumen, Gewicht oder Verpackungseigenschaften erforderlich. Diese Daten zuverlässig zu erfassen war eine große Herausforderung für Dematic. So „gemischt“ die unterschiedlichen Waren auf der Palette sind, so unterschiedlich sind auch die sensorischen Herausforderungen der Objekte, die detektiert werden müssen. Produkte mit schwarzer oder dunkelblauer Verpackung, glänzende Folien oder transparente Folienverpackungen – all das muss zuverlässig und störungsfrei erkannt und vermessen werden.

Volumenmessung auf Lichtgitter-Basis

Um diese Herausforderung zu meistern, haben die Ingenieure von Dematic und Sick in der Entwicklung sehr eng zusammengearbeitet. Das Volumen von verschiedenen Waren, die auf einem Förderband zugeführt werden und in Bewegung sind, mussten detektiert und bestimmt werden. Erste Tests wurden mit dem Volumenmesssystem VML Pro, durchgeführt, das die messenden Lichtgitter MLG-2 nutzt. Die hohe Messgenauigkeit, die zuverlässige Erkennung von transparenten Objekten sowie schnelle Ansprechzeit passten genau auf die Anforderungen von Dematic. Die LED-Sender-Empfänger-Technologie des Lichtgitters ist unabhängig von der Beschaffenheit der zu detektierenden Objekte. Transparente Flaschen, schwarze oder dunkelblaue Verpackungen oder auch folienumwickelte Waren werden vom MLG-2 verlässlich erkannt. Daher war es erste Wahl für das Projekt bei Dematic.

An einem eigens aufgebauten Rundlauf wurden jeweils zwei Sender- und Empfängereinheiten des Lichtgitters vertikal und horizontal zum Förderband angebracht. Die Waren werden durch diesen „Lichtstrahlenvorhang“ hindurch transportiert, wobei das Volumen bestimmt wird. Die Applikation konnte so grundsätzlich gelöst werden. Doch gerade für nicht ausgerichtete oder besonders unförmige Produkte hat eine Anpassung der Strahlauswertung eine noch stabilere Applikationslösung ermöglicht, die sich in weiteren Tests als zuverlässig erwiesen hat.

Über einen angeschlossenen Industrie-PC werden die ermittelten Daten verarbeitet und über den MSC800 Controller, dessen Schnittstellenprotokoll eigens an die vorhandenen Strukturen bei Dematic angepasst wurde, an das Steuerungssystem übergeben. Schließlich konnte das so entwickelte Volumenmesssystem in die neue Applikation bei Dematic eingebaut und ausgiebig getestet werden.

Cleverer Schutz gegen Schmutz

Im Rahmen der Projektentwicklung wurde schnell klar, dass ein besonderer Schutz gegen Verschmutzung erforderlich ist. Mit Staub kommt das Lichtgitter noch klar – sollte einmal eine Verpackung beschädigt sein und z. B. klebrige Limonade über das Lichtgitter unter dem Förderband laufen und sich Schmutz festsetzen, ist ein reibungsloser Betrieb nicht mehr gesichert. Abhilfe schafft ein Plexiglasrohr, das um das Lichtgitter gelegt ist. Dieses Rohr wird ständig mit Druckluft durchströmt – so kann sich kein Schmutz festsetzen.

Erfolgreicher Einsatz im Einzelhandel

Die Anpassungen des MLG-2 Lichtgitters an die Anforderungen zur zuverlässigen Detektion und Volumenmessung von Dematic sind erfolgreich verlaufen, der Betrieb des Systems im Distributionszentrum einer großen Einzelhandelskette ist gestartet: ein weiterer Beweis für die enge Zusammenarbeit der Experten von Sick mit Kunden, um anwendungsspezifische Anforderungen erfolgreich zu lösen. Aber auch ein Beweis für die Flexibilität und Anpassungsfähigkeit der Sensoren. Die Lösung VML Pro als komplettes System zur Volumenmessung mit Lichtgittern ist nun auch für andere Logistikapplikationen verfügbar.

Volumenmessung und mehr: Für jede Anforderung das richtige System

Die Auswahl des optimalen Volumenmesssystems hängt von verschiedenen Faktoren ab wie z. B. den Objektabmessungen, oder auch von den Formen und Oberflächen der zu vermessenden Objekte. Von Systemen für manuelles Handling bis hin zu voll automatisierten, integrierten Systemen zur Volumenmessung für bewegte Objekte deckt Sick verschiedenste Anforderungsbereiche ab. Gleichzeitig können auch Dimensionen wie Gewicht oder sogar Deformationen erfasst und ausgewertet werden.

Volumenmessung transparenter und folienumwickelter Oberflächen

Das Track-and-trace-System VML Pro (Volumenmesssystem auf Lichtgitterbasis) löst anspruchsvolle Logistikapplikationen im Bereich der Objektvermessung. Auf Grundlage der LED-Lichtgittertechnologie ermöglicht das VML Pro eine genaue Bestimmung des kleinsten umhüllenden Quaders von Objekten, unabhängig von ihrer Oberflächenbeschaffenheit. So werden insbesondere transparente und folienumwickelte Objekte zuverlässig vermessen.

Der modulare Aufbau in Kombination mit dem Systemcontroller MSC800 stellt die volle Kompatibilität zu vorhandenen Sick-Lösungen in der Intralogistik sicher. Gleichzeitig ist dadurch hohe Flexibilität gewährleistet, die individuelles Anpassen an die spezifischen Applikationsanforderungen ermöglicht. Im Fokus steht hierbei u. a. die Erweiterung durch Autoidentifikationssysteme sowie durch Wägetechnik. Das Ergebnis ist eine zuverlässige Lösung für anspruchsvolle Dimensionierungsaufgaben speziell für die Einlagerung und die Logistik für Konsumgüter mit glänzenden oder transparenten Verpackungen.

Volumenmessung nahezu aller Objektformen

Prädestiniert für die Volumenvermessung von quaderförmigen Objekten wie Paketen auf flachen Förderbändern ist das Volumenmesssystem der Familie VMS410/510. Schnelle Installation sowie einfache Ausrichtung und Inbetriebnahme sind die Vorteile dieser Lösungen. Mit Volumenmesssystemen VMS420/520 können nahezu alle Objektformen mit bis zu 3,6 m/s auf flachen Förderbändern präzise vermessen werden. Die robusten Zweikopf-Volumenmesssysteme sind ebenfalls als zertifizierte Varianten für die Berechnung des Volumengewichts verfügbar.

Mehr als nur Volumen messen

Die Identifikation von Objekten ist ein Kernprozess für Logistikdienstleister und Unternehmen im Bereich Kurier, Express und Post. Aber erst, wenn Gewicht und Volumen jedes Versandobjekts bekannt sind, können Transportressourcen ideal ausgeschöpft werden. Für die statische und dynamische Volumen- und Gewichtsmessung von kubischen und unregelmäßig geformten Objekten bietet Sick ein umfassendes Lösungsportfolio für herausragende Volumenmessraten und hohe Genauigkeit auf allen Arten von Förderanlagen. Die zertifizierten Systeme (z. B. nach OIML, MID, NTEP oder NAWI) können auch für die Rechnungsstellung eingesetzt werden.

DWS: Messen, Wiegen, Identifizieren Viele kleine oder wenige große Pakete? Kleine Einheiten mit hohem Gewicht oder „Fliegengewichte“ mit großem Volumen? Die Kombination aus Gewicht und Volumen von Frachtstücken bestimmt deren Transportkosten. Wer diese Transportkosten genau erfassen und individuell weiterberechnen kann, hat in der Logistik die Nase vorn, gerade in Zeiten hoher Energiepreise. Für die komplette Datenerfassung von Sendungen bei Kurier-, Express- und Postdienstleistern (KEP) sowie in Logistikzentren, die neben Identifikation und Volumen auch das Gewicht erfassen, hat Sick die Dimensioning-Weighing-Scanning-Systeme DWS entwickelt.

Bei DWS Static erfolgt das in manuellem Ablauf: Auf Knopfdruck können alle relevanten Daten für die Frachtkostenberechnung bzw. zur Erstellung von Frachtpapieren erfasst werden. Die Systeme bestehen aus den bewährten Volumenmesssystemen VMS510 bzw. VMS520, einer robusten statischen Waage sowie einem Handscanner zur Erfassung der Code-Information – alles zusammen in einer stabilen Mechanik integriert. DWS Static ist als Komplettlösung bereits nach wenigen Minuten betriebsbereit und eichfähig nach den geltenden Normen OIML, MID und NAWI. DWS Dynamic ist die Paketlösung aus einer Hand. Das System bestimmt automatisch Gewicht und Volumen von Frachtstücken und identifiziert sie anhand von 1D- oder 2D-Codes – dabei ist es in bestehende Fördersysteme integriert und arbeitet zuverlässig bei Fördergeschwindigkeiten von bis zu 2,9 m/s. Als Komplettsysteme mit integriertem Alibispeicher ist es eichfähig nach OIML R129 bzw. R51-1 sowie der europäischen Messgeräterichtlinie 2004/22/EG (kurz: „MID“).

Defekte oder überstehende Verpackungen erkennen

Die erfassten Daten der Volumenmessung können auch für weitere Erkenntnisse zur Optimierung von Prozessen durch Erkennen von Deformationen genutzt werden. Die erfassten Objektdaten werden mittels Industrie-PC ausgewertet, um Beschädigungen oder überstehende Verpackungen zu erkennen. Solche Objekte können ausgeschleust werden, damit es bei der Ein- oder Auslagerung nicht zu unerwünschten Störungen und teuren Ausfallzeiten kommt.