Sensoren für die Palettierung
Der finale Prozessschritt der Verpackungstechnik, das sogenannte End-of-Line, umfasst die Zusammenführung, Beladung und gegebenenfalls Stapelung fertig verpackter Produkte und Verpackungseinheiten für den anschließenden Weitertransport. Dabei werden die Produkte in der Regel automatisiert ausgerichtet und auf geeigneten Ladungsträgern – insbesondere standardisierten Paletten – zu stabilen und transportfähigen Einheiten zusammengestellt.
Im Rahmen des Stapelprozesses sind verschiedene Faktoren zu berücksichtigen. Hierzu zählen insbesondere die Außenabmessungen der Produkte, ein optimiertes Schichtbild, eine ausgewogene Gewichtsverteilung sowie spezifische lokale und logistische Anforderungen. Nach Abschluss der Stapelung wird die Transporteinheit entsprechend den Transportanforderungen gesichert, um ein Verrutschen, Verschieben oder Instabilität während des weiteren Transports zu verhindern. Hierfür kommen typischerweise Stretchfolien, Umreifungsbänder oder vergleichbare Ladungssicherungssysteme zum Einsatz.
Die gesicherte Transporteinheit wird anschließend über die nachgelagerte Logistikkette zum jeweiligen Bestimmungsort transportiert. Für eine effiziente und zuverlässige Abwicklung der Lieferprozesse – sowohl im Handel als auch im direkten Versand an Endkunden – sind eine eindeutige Kennzeichnung der Transporteinheit sowie die vollständige Bereitstellung der erforderlichen Versand- und Begleitdokumente von zentraler Bedeutung.
Ihre Vorteile mit unseren Lösungen für die Palettierung
Zuverlässige Objektdetektion
Sichere Erkennung von Objekten durch spezielle Lichtfleckgeometrien und Lichtband
Platzsparende Lösung
Weniger Platz- und Montageaufwand durch innovatives Smart Gating bei Lichtvorhängen
Sichere Reflexionserkennung
Zuverlässige Erkennung reflektierender Oberflächen durch Depolfilter
Sensoranwendungen in der Palettierung
Im letzten Verpackungsschritt werden Kartons und Gebinde auf Paletten gestapelt und anschließend an die nachgelagerte Lager- und Transportlogistik übergeben. Die Palettierung umfasst dabei zahlreiche Aufgaben – von der Erfassung variabler Objektgeometrien und der Überwachung des Stapelvorgangs bis hin zur Kontrolle der Außenabmessungen.
Die anschließende Transportsicherung durch Umreifungsbänder oder Stretchfolie, beispielsweise in Folienwicklern, stellt weitere Anforderungen, insbesondere an die zuverlässige Materialzufuhr. Ein effizienter und störungsfreier Materialfluss sowie eine lückenlose Maschinensicherheit sind daher zentrale Anforderungen im End-of-Line-Bereich.
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Anwendungsbereiche im Palettierungs-Prozess
Das Anwendungsspektrum umfasst Aufgaben rund um die zuverlässige Materialbereitstellung als Grundlage für einen störungsfreien Stapel- und Wickelprozess. Hinzu kommen die erforderlichen Steuersignale für den automatisierten Transport sowie Anwendungen zur Transportsicherung und zum Folienwickeln des fertig palettierten Ladungsträgers. Abgerundet wird das Spektrum durch Anwendungen im Bereich der Arbeitssicherheit.
Applikationen beim Umwickeln der Palette
Überwachen von Endpositionen
Anforderung:
Zur Transportsicherung werden Palettenladungen oftmals automatisch in Stretchfolie eingewickelt. Bei Palettenwickelmaschinen muss die jeweilige Endlage des Folienschlittens überwacht werden, um Kollisionen zu verhindern.
Lösung:
Induktive Sensoren erkennen den Folienschlitten anhand der daran verbauten Metallteile. Diese kubischen induktiven Sensoren IS 244 mit drehbarem aktivem Kopf und einem Klemm- oder M12-Anschluss sind flexibel zu montieren und decken Tastweiten bis zu 40 mm ab.
Erkennen der Wickelhöhe
Anforderung:
Für einen korrekten Wickelvorgang soll die maximale Höhe der Palette erfasst werden. Zur Steuerung des Folienschlittens muss dabei die Oberkante der Palette erkannt werden.
Lösung:
Der Lichttaster HT 46C erkennt die Oberkante der beladenen Palette in bis zu 3 m Reichweite mit einer definierten Hintergrundunterdrückung unabhängig von den Objekten, die sich auf der Palette befinden.
Ermitteln von Restmengen
Anforderung:
Für einen zuverlässigen Wickelprozess soll der Folienvorrat überwacht werden, um rechtzeitig ein Signal für einen erforderlichen Rollenwechsel zu erhalten. Dabei soll ein Sensor eingesetzt werden, der die Restmenge unabhängig von der Art der Folie zuverlässig erkennen kann.
Lösung:
Die Lichttaster HT 3C und HT 25C mit gut sichtbarem, rotem Lichtfleck erlauben eine schnelle Ausrichtung in der Maschine und erkennen die Folienrolle farb- und oberflächenunabhängig. Die Sensoren können entweder mit einem Potentiometer oder über die integrierte IO-Link Schnittstelle eingestellt werden.
Applikationen beim Objekt- und Palettentransport
Erkennen von Objekten
Anforderung:
In der Endverpackung oder bei der Palettierung von Gebinden soll die Anwesenheit der Objekte geprüft werden. Auch Objekte mit Lücken müssen zuverlässig detektiert werden.
Lösung:
Die Reflexions-Lichtschranken RK 46C oder PRK 36 sind mit einer hohen Reichweite und damit einer sehr hohen Funktionsreserve ausgestattet. Bei weiteren Varianten kann die Empfindlichkeit eingestellt werden, eine Depol-Funktion erhöht die Verfügbarkeit der Anlage. Alle Sensoren haben die Schutzart IP 69K und eine ECOLAB-Zertifizierung.
Erkennen von Objekten auf dem Förderband
Anforderung:
Gebinde oder Kartons, die mit Folie umschrumpft sind, werden auf einem Förderband transportiert und sollen zuverlässig erkannt werden.
Lösung:
Die Reflexions-Lichtschranken PRK 15D oder PRK 25C.D ist optimiert für die Detektion von folienumschrumpften Objekten und bietet dadurch eine hohe Funktionsreserve. Steht wenig Bauraum zur Verfügung, kommen die Sensoren PRK 5B.D mit kleinerem Gehäuse zum Einsatz.
Erkennen und Positionieren von Objekten
Anforderung:
Entlang von Transportsegmenten oder an Übergabepunkten sollen Objekte erkannt oder die jeweiligen Stopp-Positionen detektiert werden. Dazu müssen die eingesetzten Sensoren eine gute Ausrichtbarkeit und eine hohe Wiederholgenauigkeit aufweisen. Auch Variationen der Objekte und eventuelle Verschmutzungen müssen toleriert werden.
Lösung:
Die Erkennung und Positionierung von Gebinden kann mit unterschiedlichen Reflexions-Lichtschranken gelöst werden. Je nach geforderter Funktionsreserve und Abmessungen eignen sich die Reflexions-Lichtschranken der Serien 28, 25C oder 46C in kubischer und die Serie 328 in zylindrischer Form. Alle Sensoren haben die Schutzart IP 67 bzw. IP69K und eine ECOLAB-Zertifizierung.
Paletten von unten erkennen
Anforderung:
Über eine Palettenfördertechnik werden verschiedene Palettentypen transportiert. Um die Fördertechniksegmente komplett und fertig installiert aufstellen zu können, sollen die Paletten von unten erkannt werden. Dabei dürfen eventuelle hoch frequente LED-Hallenbeleuchtungen oder Schmutzpartikel den Sensor nicht beeinträchtigen.
Lösung:
Das Montagesystem SET-HT25CI kombiniert eine Spezialhalterung mit einem Lichttaster HT 25C. Der Halter verfügt über eine integrierte, schräg installierte Frontscheibe zur automatischen Ableitung von eventuell anfallenden Schmutzpartikeln. Durch die spezielle Parametrierung der Sensoren werden mögliche Fremdlichtquellen effizient ausgeblendet.
Erkennen von Paletten
Anforderung:
Alle Arten von Paletten sollen zuverlässig über die gesamte Länge erkannt werden. Auch beschädigte Paletten oder Paletten mit unregelmäßigen Vorderkanten sollen zulässig sein.
Lösung:
Die Reflexions-Lichtschranken RK 46C VarOS erkennen auch Objekte mit unregelmäßigen Formen und Durchbrüchen zuverlässig. Dazu verwenden die Geräte ein homogenes, gut sichtbares, 40 mm breites Lichtband sowie einen üblichen Reflektor TKS50x100. Die Sensoren sind mit einer Teach-Taste schnell und einfach einstellbar.
Codelesung an der Palette
Anforderung:
Nach der Palettierung und der erfolgten Ladungssicherung soll der Warencode auf den angebrachten Barcodeetiketten eingelesen und an das übergeordnete Warenwirtschaftssystem übergeben werden.
Lösung:
Für die Lesung des Palettenlabels wird ein Barcodeleser der Serien BCL 500i / BCL 600i eingesetzt. Die integrierte Feldbus-Vernetzbarkeit ist eines der Hauptmerkmale dieser Serien und ermöglicht die schnelle Anbindung an unterschiedliche Steuerungen. Die CRT-Technologie ermöglicht eine zuverlässige Lesung beschädigter Codes.
Erkennen von umwickelten Paletten
Anforderung:
Die mit Folie umwickelten oder umschrumpften Paletten sollen über die gesamte Palettenlänge zuverlässig erkannt werden. Dabei darf der eingesetzte Sensor keine Fehlschaltungen generieren.
Lösung:
Die Reflexions-Lichtschranken PRK 36.D, PRK 46C.D und PRK 25C.D sind für den Einsatz an Rollenbahnen optimiert. Sie bieten speziell bei folienumwickelten und umschrumpften Paletten eine hohe Funktionssicherheit. Die Sensoren mit Schutzart IP 69K sind mechanisch sehr robust und durch die hohe Funktionsreserve mit einer Reichweite von bis zu 16 m sehr zuverlässig.
Breiten- und Höhenkontrolle
Anforderung:
Bevor eine beladene Palette in die Fördertechnik oder in ein automatisches Lagersystem eingefördert werden kann, müssen die äußeren Abmessungen sowie eventuelle Störkanten der Palette überprüft werden.
Lösung:
Die schaltenden Lichtvorhänge CSL 710 oder die messenden Lichtvorhänge CML 720i prüfen die Abmessungen der beladenen Palette während des Transports. Durch unterschiedliche Auflösungen und Messfeldlängen sowie mehrere konfigurierbare Ausgänge lassen sich die Geräte optimal an die Applikation anpassen.
Applikationen beim Verpackungsmaterial
Höhenvermessung von Palettenstapeln
Anforderung:
In einem automatisierten Palettierungsprozess muss sichergestellt werden, dass in einem Puffer genügend leere Paletten vorrätig sind. Für einen zuverlässigen Prozess muss dazu die Stapelhöhe der Paletten überwacht werden.
Lösung:
Optisch messende Sensoren sorgen für eine zuverlässige Höhenvermessung. Der Abstandssensor ODS 110 kann den Abstand entweder über einen Analogwert oder die integrierte IO-Link Schnittstelle ausgeben. Durch den kleinen, gut sichtbaren Laserpunkt mit Laserklasse 1 ist der Sensor augensicher und einfach zu positionieren.
Kontrolle von Paletten
Anforderung:
Bei der Verwendung von Standardpaletten sollte der Zustand der Palette vor einem erneuten Einsatz geprüft werden. Dabei muss unter anderem kontrolliert werden, ob die Laufbretter sowie die Palettenklötze vorhanden sind.
Lösung:
Mit Hilfe der Einzelstrahlauswertung der messenden Lichtvorhänge CML 730i in V-Anordnung lassen sich die Laufbretter erfassen und beurteilen. Die Sensoranordnung erkennt eventuelle Lücken oder fehlende Bretter und erlaubt so ein frühzeitiges Ausschleusen defekter Paletten.
Erkennen der Folie
Anforderung:
Beim Wickelvorgang muss das Vorhandensein der verwendeten Folie überwacht werden. Eventuell auftretende Folienrisse müssen zuverlässig erkannt werden. Zur Erkennung der oft transparenten oder teiltransparenten Folie ist ein geeigneter Sensor wichtig.
Lösung:
Die polarisierten Reflexions-Lichtschranken PRK 3C.A oder PRK 25C.A sind für die Erkennung von transparenten Folien geeignet. Die integrierte IO-Link Schnittstelle liefert umfangreiche Diagnosemöglichkeiten sowie die Möglichkeiten die Geräte remote zu parametrieren. Als Reflektoren dienen MTKS-Reflektoren oder REF6-Reflexfolien.
Applikationen im Safety-Bereich
Zugangssicherung mit Muting
Anforderung:
Die Zugangssicherung an Förderstrecken soll den Zutritt von Personen zu einem möglichen Gefahrenbereich verhindern und dabei gleichzeitig die Durchfahrt des Förderguts ermöglichen.
Lösung:
Die Muting-Funktion überbrückt den Sicherheits-Sensor während der Durchfahrt des Förderguts. Diese Funktion ist in den Mehrstrahl-Sicherheits-Lichtschranken MLD 530 sowie in den Sicherheitslichtvorhängen MLC 530 bereits integriert. Die Sicherheits-Lichtschranken-Sets MLD-SET bieten komplette Lösungen für die Zugangssicherung mit Muting-Funktion.
Zugangssicherung am Palettierer
Anforderung:
Paletten-Gruppierer/ Entgruppierer sind gegen den Zugang von Personen zu sichern. Dazu ist eine zuverlässige Unterscheidung zwischen Personen und den manuell betriebenen Gabelstaplern notwendig. Zur Vereinfachung des Arbeitsablaufs und zur Minimierung von Unterbrechungen soll ein automatischer Wiederanlauf der Anlage möglich sein.
Lösung:
Die Kombination als Safety-Solution: der Zugang ist durch eine Mehrstrahl-Sicherheits-Lichtschranke MLD gesichert. Dahinter ist zusätzlich ein Sensor zur Erkennung des Gabelstaplers installiert. Durch Auswertung der Sensorsignale und deren Abfolge unterscheidet das Sicherheitssystem zwischen Gabelstaplern und Personen. Ein automatischer Wiederanlauf ist möglich.
Zugangssicherung mit Smart Process Gating
Anforderung:
Die Zugangssicherung an einer Förderstrecke soll den Zutritt von Personen zu einem möglichen Gefahrenbereich verhindern und gleichzeitig die Durchfahrt des Förderguts ermöglichen. Idealerweise benötigt die dafür eingesetzte Sicherheitstechnik möglichst wenig Platz.
Lösung:
Bei Smart Process Gating erfolgt die Überbrückung des Sicherheits-Sensors in Verbindung mit einem Steuersignal von der SPS. Die Funktion ist im Sicherheits-Lichtvorhang MLC 530-SPG enthalten. Zusätzliche Muting-Sensoren entfallen und die Anlagen können durch die SPG-Funktion besonders platzsparend sowie manipulationssicher konstruiert werden.
Zugangssicherung mit Folientoleranz
Anforderung:
Trotz auftretender Folienstreifen vom Umwicklen soll die Zugangssicherung den Zutritt von Personen zu einem möglichen Gefahrenbereich verhindern. Idealerweise ist das eine Variante der eingesetzten platzsparenden Sicherheitstechnik.
Lösung:
Mit der reduzierten Auflösung können schmale Folienstreifen die max. zwei nebeneinanderliegende Strahlen unterbrechen mit der Smart Process Gating Funktion im Sicherheits-Lichtvorhang MLC 535-SPG RR toleriert werden ohne die Sicherheit zu reduzieren.
Zugangssicherung an Übergabestation als Solution
Anforderung:
Die Roboterzelle wird automatisch bestückt. Dazu wird das Material auf die Förderstrecke geladen, z. B. durch einen Gabelstapler, und dann in die Zelle transportiert. Der Zugang zur Zelle ist abzusichern. Um eine optimale Auslastung der Roboterzelle zu gewährleisten, soll das Sicherheitskonzept auch während des Beladevorgangs einen unterbrechungsfreien Betrieb der Zelle ermöglichen.
Lösung:
Der Beladebereich der Förderstrecke wird an der Zu- und Ausfuhrseite jeweils durch Mehrstrahl-Sicherheits-Lichtschranken gesichert. Der Bereich zwischen den Lichtschranken wird durch Sicherheits-Radarsensoren auf Anwesenheit von Personen überwacht. Die Verknüpfung erfolgt über eine speziell entwickelte Solution für diese Aufgabe.
Zugangssicherung von Türen
Anforderung:
Bereiche mit gefährlichen Bewegungen können zu Wartungszwecken über Schutztüren betreten werden. Kommt die Bewegung nach Öffnen der Tür nicht umgehend zum Stillstand, ist die Tür durch einen Sicherheitsschalter mit Zuhaltung zu sichern.
Lösung:
Die robusten Sicherheitsschalter mit Zuhaltung L100, L250 und L300 halten Schutztüren fest verriegelt, bis der Zugang über ein elektrisches Signal freigegeben wird. Die Serie umfasst Standardbauformen, Geräte mit integrierten Bedienelementen sowie Geräte mit RFID-kodiertem Betätiger.
Weitere Themenbereiche in der Verpackungsindustrie
Häufige Fragen zur Palettierung
Die unter Berücksichtigung der Außenkanten gestapelten Kartons oder Behälter müssen für den anschließenden Transport zuverlässig gegen Verrutschen und Herunterfallen gesichert werden. Eine gängige Methode ist die Fixierung mit gespannter Stretch- oder Schrumpffolie, die um die Kartons und teilweise auch um die Palette gewickelt wird.
Bei stabilen Kartons und weniger schweren Produkten kommen alternativ gespannte Kunststoffbänder zum Einsatz, die je nach Anforderung längs und quer um das Packstück geführt werden. Bei empfindlichen Waren kann zusätzlich ein Kantenschutz an den Ecken angebracht werden. Dieser schützt die Verpackung und trägt zugleich zur Stabilität der Ladung bei.
Die Standfestigkeit einer Palette ist von entscheidender Bedeutung. Sowohl im Lager als auch in der Transportlogistik kann eine umgekippte Palette zu erheblichen Prozessstörungen und Schäden führen. In vielen Bereichen mit standardisierten Paletten sind zudem Leih- und Tauschsysteme etabliert, bei denen volle Paletten angeliefert und leere Paletten zurückgeführt werden.
Die wiederholte Nutzung im Palettenkreislauf hinterlässt jedoch Spuren. Daher ist eine Zustandskontrolle vor der weiteren Verwendung wichtig. Dabei wird überprüft, ob die Palette vollständig, standsicher und unbeschädigt ist – insbesondere, ob alle Planken und Füße vorhanden und intakt sind.
Bei der automatisierten Palettierung und in Palettenwicklern müssen sowohl der Folienvorrat als auch die Bewegungswege der beteiligten Komponenten, beispielsweise des Wickelarms oder der Palettenfixierung bei Drehtellern, zuverlässig überwacht werden. Hierfür kommen geeignete Sensorlösungen zum Einsatz, die eine sichere und störungsfreie Prozessführung gewährleisten.
Für den Materialtransport in einen gesicherten Bereich kommen sogenannte Muting-Sensoren zum Einsatz. Sie ermöglichen es, die Sicherheitsfunktion während der Ein- oder Ausfahrt von Material gezielt zu unterbrechen, ohne die Personensicherheit zu beeinträchtigen. Dafür müssen die Muting-Sensoren in einem geeigneten Abstand vor dem Sicherheitssensor positioniert und über die Steuerung entsprechend angesteuert werden.
Unter definierten Bedingungen und in Kombination mit geeigneten Sicherheitssensoren lässt sich auf zusätzliche Muting-Sensoren verzichten. Mit MLC SPG kann beispielsweise ein sensorloses Muting bei gleichzeitig gewährleisteter Sicherheit realisiert werden. Der dadurch gewonnene Platz erleichtert sowohl Retrofit-Projekte als auch die Planung von Neuanlagen und ermöglicht eine kompaktere Anlagenintegration.