Palettenetiketten automatisch erfassen: Scantore an Palettierer, Stretchanlage und Warenausgang
Am Ende der Verpackungslinie steht in vielen Werken noch ein Mensch mit einem Handscanner. Jede Palette, jeder Karton, jedes NVE-Etikett wird einzeln angescannt, bevor die Ware das Werk verlässt. In dokumentierten Anwendungen sind es bis zu 90 Codes pro Palette, die ein Mitarbeiter vor dem Wickeln von Hand erfasst, während die Fördertechnik dahinter wartet. Die Alternative ist ein Scantor oder ein Lesepunkt am Palettierer oder an der Stretchanlage: stationäre Codeleser erfassen alle Etiketten automatisch im Durchlauf und buchen das Ergebnis an SAP oder das Lagerverwaltungssystem. Dieser Beitrag führt durch die Auslegung, von der Definition des Etikettenfensters über Sichtfeld, Tiefenschärfe und Mehrseitenlesung bis zur Logik gegen Doppellesungen und zur Datenübergabe.
Wichtige Punkte im Überblick
- In dokumentierten Anwendungen erfasst ein Mitarbeiter bis zu 90 Codes pro Palette von Hand, während ein Scantor oder ein Lesepunkt an Palettierer oder Stretchanlage alle Etiketten automatisch im Durchlauf liest und an SAP oder das Lagerverwaltungssystem bucht.
- Am Anfang jeder Auslegung steht das Etikettenfenster, also der reale Bereich über alle Palettentypen hinweg, in dem ein Etikett sitzen kann, abgeleitet aus Fotos realer Paletten statt aus der Packvorschrift.
- Aus dem Etikettenfenster folgt die Optik: die Etikettenzonen reichen in der Anwendungspraxis von etwa 400 mm bis zu 1,3 bis 2,2 m je Palettenseite, mit Schärfenbereichen bis etwa 1,8 m bei Toplesungen.
- Für Etiketten auf mehreren Flächen haben sich drei Anordnungen etabliert: ein Scantor mit je einem Leser pro Seite, Umlenkspiegel für zusätzliche Flächen oder die Lesung während der Drehung an der Stretchanlage.
- Fehlt ein Code, vergleicht die Steuerung die gelesene Codezahl mit dem Packauftrag, und die Positionsrückmeldung des Lesers zeigt, auf welcher Fläche und in welcher Höhe der fehlende Code sitzt.
Vom Handscanner zum Scantor: wann sich die Automatisierung rechnet
Der Handscan am Linienende hat drei strukturelle Schwächen. Er kostet Zeit: Der Mitarbeiter mit dem Scanner taktet den Warenausgang, und bei hohen Codezahlen staut sich die Fördertechnik dahinter. Er ist fehleranfällig, weil übersprungene oder doppelt gescannte Etiketten von niemandem bemerkt werden. Und er bindet eine Arbeitskraft an eine Aufgabe, die keinerlei Entscheidung verlangt.
Ein automatischer Lesepunkt dreht die Rechnung um. Die Palette fährt ohne Halt durch ein Scantor, oder die Etiketten werden während der ohnehin stattfindenden Drehung an der Stretchanlage erfasst. Aus der Projektpraxis sind drei Auslöser typisch: die Codezahl pro Palette wächst, ein neuer Abnehmer verlangt lückenlose NVE-Buchung im Warenausgang, oder der Engpass am Linienende verhindert eine geplante Leistungssteigerung der Linie. In allen drei Fällen ist der Vergleich einfach: die laufenden Kosten des manuellen Scannens gegen die einmalige Auslegung eines Lesepunkts, der jede Einheit erfasst und dokumentiert.
Die eigentliche Arbeit liegt danach in der Auslegung. Ein Scantor, das die realen Etikettenlagen nicht abdeckt, erzeugt No-Reads und holt den Handscanner durch die Hintertür zurück.
Das Etikettenfenster bestimmen: Position, Höhenbereich und Seiten
Am Anfang jeder Auslegung steht eine unscheinbare Frage: Wo genau können die Etiketten sitzen? Die Antwort heißt Etikettenfenster, also der Bereich über alle Palettentypen hinweg, in dem ein Etikett auftauchen kann.
Drei Dimensionen gehören dazu:
- Höhenbereich: Palettenhöhen schwanken in dokumentierten Anwendungen etwa zwischen 0,4 m und 2 m. Ein Kartonetikett von rund 100 x 150 mm kann auf der obersten Lage einer niedrigen Palette ebenso sitzen wie auf halber Höhe einer vollen.
- Seiten: GS1-konforme Palettenetiketten sitzen üblicherweise auf zwei Seiten, aber Kartonetiketten auf Mischpaletten verteilen sich in Extremfällen über bis zu fünf Flächen, also vier Seiten und die Oberseite. Dokumentiert sind 90 bis 600 Codes je Palette.
- Lagevarianz: Auch innerhalb einer Fläche wandert die Position, je nachdem wie Kartons gepackt und gedreht wurden.
Dieses Fenster ehrlich zu bestimmen ist wichtiger als jede Geräteentscheidung. Es lohnt sich, über einige Wochen Fotos realer Paletten zu sammeln und daraus das tatsächliche Fenster abzuleiten, bevor die Leserpositionen festgelegt werden.
Sichtfeld und Tiefenschärfe auslegen: von 400 mm bis über 2 m
Aus dem Etikettenfenster folgt die Optik. Zwei Größen bestimmen die Geräteklasse:
Das Sichtfeld muss die Etikettenzone einer Fläche in einer Durchfahrt abdecken. In der Anwendungspraxis reichen die Anforderungen von kompakten Zonen um 400 mm, etwa bei definierter Etikettenposition auf Behältern und Trays, bis zu 1,3-2,2 m Etikettenhöhe je Palettenseite, wenn Kartonetiketten überall sitzen können.
Die Tiefenschärfe muss den Abstandsbereich abdecken, in dem das Etikett erscheint. Bei einer Toplesung über der Fördertechnik ist das der Unterschied zwischen der niedrigsten und der höchsten Palette, dokumentiert sind Schärfenbereiche bis etwa 1,8 m. Bei Seitenlesungen schwankt der Abstand mit der Palettenbreite und dem Überstand der Ladung.
Für kleine Fenster mit definierter Position genügt ein Leser der Modellreihe SR-X in kurzer Distanz, etwa seitlich an Behältern und Trays. Mittlere Zonen deckt die Modellreihe SR-2000 ab. Für die großen Fenster an Scantoren, Palettierern und Stretchanlagen ist die Modellreihe SR-5000 ausgelegt, die großes Sichtfeld, hohe Auflösung und tiefe Schärfe verbindet; sehr große Etikettenzonen werden bei Bedarf mit einem zweiten Gerät oder einem Umlenkspiegel je Fläche abgedeckt. Hinzu kommt die Bewegung: am Förderer sind rund 0,3 m/s dokumentiert, an der Stretchanlage etwa 15 m/min Wickelgeschwindigkeit, und der Leser muss im Vorbeifahren scharf und ausreichend belichtet aufnehmen.
Mehrseitenlesung mit mehreren Lesern, Spiegeln oder Drehteller
Sitzen Etiketten auf mehreren Flächen, muss die Anlage alle Flächen sehen. Drei Anordnungen haben sich etabliert.
Die klassische Lösung ist das Scantor mit mehreren Lesern: je ein Gerät pro Seite, bei Bedarf ein weiteres für die Toplesung. Die Leser arbeiten als eine logische Station und liefern ein gemeinsames Ergebnis je Palette. Das ist die richtige Wahl, wenn Paletten im Durchlauf auf gerader Strecke erfasst werden sollen.
Wo der Platz für gegenüberliegende Leser fehlt, falten Umlenkspiegel den Strahlengang. Ein Leser sieht dann über den Spiegel eine zweite Fläche oder einen erweiterten Bereich, ohne dass ein zusätzliches Gerät montiert wird. Das spart Bauraum, verlangt aber eine saubere mechanische Ausrichtung und Schutz der Spiegelfläche vor Staub.
Die dritte Anordnung nutzt die Drehung, die es ohnehin gibt: An der Stretchanlage rotiert die Palette auf dem Drehteller, und ein einziger Leser sieht nacheinander alle vier Seiten. Die Lesung läuft während des Wickelns mit, kostet also keine zusätzliche Taktzeit. Sitzen die Etiketten unter den ersten Folienlagen, gelten zusätzlich die optischen Regeln für das Lesen durch Folie, von der Polarisation bis zum Lesewinkel.
Doppellesungen vermeiden und Lesepositionen zurückmelden
Mit vielen Codes im Feld beginnt die Logikarbeit. Zwei Anforderungen tauchen in der Projektpraxis regelmäßig auf.
Die erste ist die Unterdrückung von Doppellesungen. Während der Drehtellerrotation passiert dasselbe Etikett den Leser mehrfach, und auch am Förderer kann ein Code in mehreren aufeinanderfolgenden Bildern erscheinen. Die Auswertung muss erkennen, dass es sich um denselben Code handelt, und ihn genau einmal melden. Üblich ist eine Kombination aus Zeitfenster und Inhaltsvergleich je Palette: innerhalb eines Palettendurchlaufs zählt jeder Codeinhalt nur einmal.
Die zweite ist die Rückmeldung der Leseposition. Bei 90 oder mehr Codes je Palette genügt es nicht zu wissen, dass 89 gelesen wurden. Die Anlage muss sagen können, wo der fehlende sitzt, sonst sucht ein Mitarbeiter die ganze Palette ab. Dafür meldet der Leser zu jedem Code die Position im Bild beziehungsweise die Fläche und Höhe, und die Steuerung vergleicht mit der erwarteten Anzahl aus dem Packauftrag. Fehlt ein Code, wird die Palette gezielt an einer Klärstation nachbearbeitet, mit der Positionsangabe als Suchhilfe.
Datenübergabe an SAP, LVS und Steuerung
Der letzte Baustein ist der Datenweg. Ein automatischer Lesepunkt liefert je Palette einen Datensatz aus NVE beziehungsweise SSCC, Kartoncodes, Positionsangaben und Zeitstempel, und dieser Datensatz muss dorthin, wo er gebraucht wird.
In Richtung Prozesssteuerung übergibt der Leser Ergebnis und Gut/Schlecht-Status an die SPS, die Weiche, Stopper oder Klärstation ansteuert. Die SR-Codeleser sprechen EtherNet/IP und PROFINET nativ über ihre Ethernet-Schnittstelle; wird EtherCAT oder PROFINET CC-C gefordert, kommt die passende Kommunikationseinheit hinzu. In Richtung IT gehen die Lesedaten per TCP/IP an SAP oder das Lagerverwaltungssystem, wo sie die manuelle Buchung des Warenausgangs ersetzen.
Zwei Punkte sollten früh geklärt werden. Erstens das Datenformat: Welche Felder erwartet das ERP, wie werden GS1-Datenelemente wie die NVE aus dem Rohcode extrahiert, und wer führt die Zuordnung von Palette zu Auftrag? Zweitens das Fehlerverhalten: Was geschieht mit einer Palette, deren Codezahl nicht stimmt, und wie wird die Klärung dokumentiert? Anlagen, die diese Fragen sauber beantworten, laufen im Alltag praktisch unbemerkt: ein Warenausgang, der jede Einheit erfasst, ohne dass jemand einen Scanner in die Hand nimmt.
Häufige Fragen
F Wann lohnt sich ein Scantor statt manuellem Scannen am Warenausgang?
A
Die Automatisierung rechnet sich, wenn die Codezahl pro Palette hoch ist, der Handscan die Linie taktet oder ein Abnehmer lückenlose NVE-Buchung verlangt. In dokumentierten Anwendungen erfasst ein Mitarbeiter bis zu 90 Codes pro Palette von Hand, während die Fördertechnik wartet. Ein Scantor liest dieselben Codes im Durchlauf, dokumentiert die Vollständigkeit und gibt die Arbeitskraft für andere Aufgaben frei.
F Wie groß müssen Sichtfeld und Tiefenschärfe an einem Scantor sein?
A
Beides folgt aus dem Etikettenfenster, also dem realen Bereich, in dem Etiketten sitzen können. In der Anwendungspraxis reichen die Etikettenzonen von etwa 400 mm bei definierter Position bis zu 1,3-2,2 m je Palettenseite, und die Tiefenschärfe muss bei Toplesungen Palettenhöhen von etwa 0,4-2 m abdecken, dokumentiert sind Schärfenbereiche bis etwa 1,8 m. Grundlage der Auslegung sollten Fotos realer Paletten sein, nicht die Solllage aus der Packvorschrift.
F Wie werden Etiketten auf mehreren Palettenseiten gelesen?
A
Drei Anordnungen sind üblich: ein Scantor mit je einem Leser pro Seite plus optionaler Toplesung, Umlenkspiegel, mit denen ein Leser eine zweite Fläche sieht, oder die Lesung am Drehteller der Stretchanlage, wo ein einziger Leser die rotierende Palette von allen Seiten erfasst. Die Wahl hängt von Platz, Taktzeit und der Frage ab, ob die Etiketten vor oder nach dem Wickeln erfasst werden.
F Wie verhindert die Anlage Doppellesungen desselben Etiketts?
A
Während der Drehung oder im Durchlauf sieht der Leser denselben Code mehrfach. Die Auswertung fasst deshalb alle Lesungen eines Palettendurchlaufs zusammen und zählt jeden Codeinhalt genau einmal, typischerweise über ein Zeitfenster plus Inhaltsvergleich. So entsteht je Palette ein eindeutiger Datensatz, auch wenn der Code in vielen Bildern erschien.
F Was passiert, wenn ein Code auf der Palette nicht gelesen wurde?
A
Die Steuerung vergleicht die gelesene Codezahl mit der erwarteten Anzahl aus dem Packauftrag. Bei einer Differenz wird die Palette an eine Klärstation geleitet, und die Positionsrückmeldung des Lesers zeigt, auf welcher Fläche und in welcher Höhe der fehlende Code sitzt. Der Mitarbeiter muss also nicht die ganze Palette absuchen, sondern prüft gezielt die gemeldete Stelle.
F Wie kommen die Lesedaten in SAP oder das Lagerverwaltungssystem?
A
Der Leser übergibt Gut/Schlecht-Status und Ergebnis an die SPS, EtherNet/IP und PROFINET nativ über die Ethernet-Schnittstelle, EtherCAT oder PROFINET CC-C über die passende Kommunikationseinheit. Parallel gehen die Lesedaten per TCP/IP an SAP oder das LVS, wo NVE und Kartoncodes die manuelle Warenausgangsbuchung ersetzen. Datenformat, GS1-Feldextraktion und Fehlerverhalten sollten vor der Inbetriebnahme mit der IT abgestimmt sein.
Weiterführende Artikel
Übergeordnete Themenseite: Kennzeichnung, Kontrolle und Identifikation in Verpackung und Druck: Der Überblick für Linienbetreiber und Qualitätsverantwortliche
Hauptartikel zum Thema: Etiketten und Codes auf Verpackungslinien automatisch gegenlesen: Auswahl und Integration stationärer Codeleser
Weiterer Artikel im Thema: Codes auf und durch Folie lesen: Etiketten unter Stretchfolie, bedruckte Beutel und spiegelnde Verpackungen
Weiterer Artikel im Thema: Drucken und direkt prüfen: Codekontrolle nach Inkjet- und Laserdruck
Weiterer Artikel im Thema: Laserscanner ersetzen: Umstieg auf kamerabasierte Codeleser an bestehenden Verpackungsanlagen