Industrielle Bildverarbeitungsbeleuchtung für Logistik und E-Commerce: Sortierung, Volumenvermessung und Etikettenlesung

Die Auftragsabwicklung in Logistik und E-Commerce gehört zu den am schnellsten wachsenden Anwendungsbereichen der industriellen Bildverarbeitung. Sortierung, Volumenvermessung, Barcode-Lesung und Etikettenprüfungen sind heute im großen Maßstab automatisiert. Dies geschieht in Verteilzentren und Post-Hubs weltweit. Daher ist eine zuverlässige Beleuchtung essenziell. Diese Seite erklärt die Anforderungen und listet die passenden RODER Vision Beleuchtungen auf.

Die Logistikbeleuchtung unterscheidet sich von der Fabrikinspektion. Pakete variieren in Größe, Oberflächenbeschaffenheit und Etikettenplatzierung. Die Förderbandgeschwindigkeiten sind hoch. Zudem ist das Umgebungslicht im Lager variabel und schwer zu kontrollieren. Daher muss das System bei allen Paketen ohne manuelle Einstellung funktionieren.

E-Commerce-Wachstum und Bildverarbeitungsautomatisierung

Die Versandvolumina im E-Commerce sind im vergangenen Jahrzehnt dramatisch gewachsen. Einzelne Standorte bewältigen heute Millionen von Artikeln pro Tag. Daher können manuelles Scannen und Messen nicht mehr Schritt halten. Automatisierte Bildverarbeitung ist der einzige gangbare Weg, um den Durchsatz bei der erforderlichen Genauigkeit zu halten.

Eine typische Logistikzelle bewältigt mehrere Aufgaben gleichzeitig. Sie liest Codes von mehreren Paketseiten. Sie misst auch die Abmessungen, um das Volumengewicht für die Abrechnung zu berechnen. Darüber hinaus überprüft sie die Etikettenpräsenz und kontrolliert die Druckqualität. All dies muss abgeschlossen sein, während das Paket den Tunnel unter Geschwindigkeit passiert.

Paketsortierung: Omnidirektionale Barcode-Lesung

Ein Barcode kann sich auf jeder Seite des Pakets befinden. Das Etikett kann sich oben, an der Seite oder an der Stirnseite befinden. Daher muss das System ihn unabhängig von seiner Ausrichtung lesen. Dies erfordert Kameras, die mehrere Seiten gleichzeitig abdecken, jede mit ihrer eigenen Beleuchtung.

Die Barcode-Lesung erfordert einen hohen Kontrast zwischen Strichen und Lücken. Das Licht muss zudem hell genug für eine kurze Belichtung sein. Bei 2 m/s bewegt sich ein 1-mm-Barcodeelement in 1 ms um 2 mm. Daher ist typischerweise eine Kamerabelichtung von 0,5 ms oder weniger erforderlich. Andernfalls ruiniert Bewegungsunschärfe den Code.

Dies erfordert eine hohe Intensität im Dauerbetrieb oder Stroboskopmodus. Die hochintensiven LED-Matrixbeleuchtungen von RODER Vision bedienen beide Konfigurationen. Im Stroboskopmodus übersteigt die Spitzenleistung die Dauerleistung bei Weitem. Infolgedessen funktionieren sehr kurze Belichtungszeiten selbst auf dunklen oder matten Etiketten.

Tunnelbeleuchtung für die Mehrseitenlesung

Ein Lesetunnel verfügt über Kameras an der Oberseite, an den Seiten und manchmal an den Stirnseiten. Daher muss die Beleuchtungsgeometrie jede Seite gleichmäßig ausleuchten. Gleichzeitig muss sie Reflexionen vermeiden, die benachbarte Kameras blenden. LED-Lichtleisten, die über die gesamte Förderbandbreite verlaufen, eignen sich für die oberen und seitlichen Positionen. Modulare RODER-Lichtleisten werden passend zur Förderbandbreite konfiguriert.

Maßmessung: Volumenvermessung von Paketen

Volumenvermessungssysteme messen Länge, Breite und Höhe. Daraus berechnen sie das Volumengewicht für die Abrechnung. Es existieren zwei Hauptansätze: die Projektion strukturierten Lichts und die tiefenbasierte Stereo-Bildverarbeitung.

Strukturiertes Licht projiziert ein bekanntes Muster auf das Paket. Die Verzerrung dieses Musters offenbart die 3D-Oberfläche. Daher muss das Hintergrundlicht neben dem projizierten Muster niedrig bleiben. Die Stroboskop-Synchronisation der Quelle unterdrückt das Umgebungslicht.

Durchlicht dient einem weiteren Volumenvermessungsverfahren. Hier liefert die Paketsilhouette die Grundfläche. Eine Durchlichtbeleuchtung mit hoher Gleichmäßigkeit sitzt unter dem Förderband, kombiniert mit einer nach unten gerichteten Kamera. Infolgedessen erscheinen die Basiskanten scharf. Die Durchlichtbeleuchtungen der RODER BL-Serie bieten die für eine genaue Kantenerkennung erforderliche Gleichmäßigkeit.

Etikettenpräsenz und Druckqualität

Jedes Paket muss ein korrektes, lesbares Etikett tragen. Ein fehlendes Etikett oder ein falsch gelesener Code löst einen Fehlausschuss aus. Dann wird das Paket für die manuelle Bearbeitung umgeleitet. In Hochvolumenbetrieben ist dies kostspielig. Daher müssen Etikettenprüfungen zuverlässig sein.

Die Präsenzprüfung nutzt reflektiertes Licht, um das Etikett zu finden. Das Reflexionsvermögen des Etiketts unterscheidet sich in der Regel von der Paketoberfläche. Daher maximieren eine geeignete Wellenlänge und ein passender Winkel diesen Kontrast. Die Druckqualitätsinspektion prüft anschließend die Striche auf Tintendichte und Fehler. Hierfür minimiert eine Ringbeleuchtung oder koaxiale Beleuchtung Schatten durch Reliefs oder Prägungen.

Großflächenbeleuchtung: Konstruktionsüberlegungen

Gleichmäßigkeit bei variablen Paketgrößen

E-Commerce-Pakete reichen von kleinen Päckchen bis zu großen Kartons. Daher muss die Beleuchtung über diesen gesamten Bereich gleichmäßig bleiben. Eine für ein Päckchen dimensionierte Beleuchtung ist für einen großen Karton möglicherweise zu schwach. Umgekehrt kann eine breite Beleuchtung über ein kleines Päckchen hinausragen und Unebenheiten erzeugen. Modulare Konfigurationen lösen dies. RODER baut Leisten- und Matrixeinheiten in kundenspezifischen Längen, passend zum Förderband und zum Paketmix.

Umgebungslichtmanagement

Die Lagerbeleuchtung variiert im Laufe des Tages stark. Hallentiefstrahler, Oberlichter und Gabelstaplerleuchten tragen dazu bei. Daher muss die Beleuchtung dieses Umgebungslicht dominieren. Der Stroboskopmodus mit kurzen Belichtungszeiten ist die Hauptstrategie. Der helle Stroboskopimpuls wird während des Belichtungsfensters ausgelöst. Infolgedessen hat das deutlich schwächere Umgebungslicht eine vernachlässigbare Wirkung.

Flimmerfreier Betrieb

Im Dauerbetrieb muss die Beleuchtung flimmerfrei sein. Flimmern führt dazu, dass die Helligkeit zwischen den Bildern variiert. Daher erzeugt es uneinheitliche Inspektionsergebnisse. RODER-Beleuchtungen verwenden eine Ansteuerelektronik mit Konstantstromtreiber. Infolgedessen laufen sie im Dauerbetrieb stabil und flimmerfrei.

Trigger- und Encoder-Synchronisation

Hochgeschwindigkeitslinien synchronisieren Kamera und Stroboskop mit einem Förderband-Encoder. Wenn sich das Paket bewegt, gibt der Encoder Impulse in festgelegten Distanzintervallen ab. Daher wird das System exakt dann ausgelöst, wenn sich das Paket in Position befindet. RODER-Beleuchtungen akzeptieren einen Standard-Digitaltrigger, der mit PNP- und NPN-Logik kompatibel ist. Ihre Ansprechzeit von Trigger bis Licht liegt unter 10 Mikrosekunden, was das Timing selbst bei hoher Geschwindigkeit präzise hält.

RODER Vision Beleuchtungsfamilien für die Logistik

Die folgenden Familien eignen sich für Sortier-, Barcode-Lese- und Fulfilment-Aufgaben. Jede unterstützt den Stroboskopmodus und die Förderbandintegration. Daher richtet sich die richtige Wahl nach der Aufgabe und dem Einsatzbereich.

Die richtige Wahl richtet sich nach der spezifischen Aufgabe. Für die Barcode-Lesung führen die Matrixbeleuchtungen DL5 und DL6. Die Volumenvermessung der Grundfläche eignet sich stattdessen für die Durchlichtbeleuchtung BL3, die eine saubere Silhouette liefert. Die Etikettendruckprüfung stützt sich auf die Ringbeleuchtung DC6, die Schatten minimiert. In jedem Fall bietet RODER Vision ingenieurtechnische Unterstützung bei der Auslegung und Ansteuerung der Beleuchtungen. Definieren Sie daher zuerst die Aufgabe, die Geschwindigkeit und den Paketmix und wählen Sie dann die passende Beleuchtung.

Häufig gestellte Fragen