Frachtvermessung 2.0 | amplify | Pepperl+Fuchs | amplify

Ob Standardpaletten, Frachtgut in Übergröße oder sonstiges Stück- und Sperrgut: Jedes Unternehmen, das Waren versendet, profitiert von einer möglichst genauen Messung der Frachtdimensionen. Denn dadurch lassen sich nicht nur die Frachtkosten exakt bestimmen. Auch die Beladung von Lkws lässt sich auf dieser Grundlage optimieren, sodass der begrenzte Platz im Lastwagen so gut wie möglich ausgenutzt wird.

In vielen Unternehmen findet die Frachtvermessung noch manuell statt. „Die Palette mit dem Zollstock per Hand abmessen, die Zahlen auf einem Zettel notieren und in den PC eintippen – das ist ebenso aufwendig wie fehleranfällig“, kommentiert Lars Ambrosy, Geschäftsführer von LASE Industrielle Lasertechnik GmbH. Um diesen Prozess zu digitalisieren, hat sein Unternehmen Systeme für die automatisierte Frachtvermessung entwickelt – mit Unterstützung von LiDAR-Sensoren aus dem Hause Pepperl+Fuchs.

Weg von Stift und Papier

LASE ist spezialisiert darauf, mit Lasertechnologie die unterschiedlichsten industriellen Anwendungen zu lösen. Dafür kommt eigens entwickelte, applikationsspezifische Software zum Einsatz, die die Rohdaten von Lasersensoren weiterverarbeitet. Das Unternehmen mit Sitz im nordrhein-westfälischen Wesel hat sich seit den 1990er-Jahren in Häfen, Stahlwerken und im Bergbau etabliert. „Vor circa fünf Jahren haben wir begonnen, auch im Bereich Logistik Fuß zu fassen“, erzählt Ambrosy. „Die Technologien, die wir schon lange im großen Maßstab im Hafenbereich einsetzen, wollten wir für ähnliche Vermessungsaufgaben in der Logistik nutzbar machen.“

Welche Vorteile die automatisierte Frachtvermessung bietet, liegt für den Geschäftsführer von LASE auf der Hand: „Durch die Digitalisierung der Prozesse findet die Frachtvermessung vollständig ohne manuelles Erfassen und Eingeben von Informationen statt. Das minimiert nicht nur den Aufwand und die Fehleranfälligkeit, sondern erhöht auch die Nachverfolgbarkeit.“

„Wir nutzen den LiDAR-Sensor R2000, um ein 3-D-Punktwolkenbild eines Messobjekts zu erzeugen. Daraus werden die Dimensionen und das Volumen der Fracht auf +/- 20 mm genau ermittelt.“

Lars Ambrosy, Geschäftsführer von LASE Industrielle Lasertechnik GmbH

Messergebnisse in wenigen Sekunden

Um die vollautomatische Vermessung von Paletten und anderen Frachtstücken zu ermöglichen, hat LASE eine Reihe von Systemen mit dem Namen LaseAFM entwickelt. „Bei diesen Systemen nutzen wir den LiDAR-Sensor R2000 von Pepperl+Fuchs, um ein 3-D-Punktwolkenbild eines Messobjekts zu erzeugen. Daraus werden die Dimensionen und das Volumen der Fracht auf +/- 20 mm genau ermittelt. Diese Daten können daraufhin automatisch dem Warenwirtschaftssystem zugeführt werden“, erklärt Ambrosy.

LaseAFM-2-MB, ein besonders innovatives System aus der LaseAFM-Serie, kommt zum Einsatz, wenn Paletten oder andere Frachtstücke auf einer Messfläche am Boden vermessen werden. Diagonal darüber wird ein Messbalken montiert, der zum Beispiel von der Decke abgehängt wird und an dessen beiden Enden jeweils ein LiDAR-Sensor in einer Schwenkeinheit befestigt ist. „Die Laserscanner werden durch einen Servomotor einmal von links nach rechts gedreht und erfassen somit alle Seiten der Palette. In Kombination mit den Bewegungsdaten der Schwenkeinheit ermittelt eine Auswerteeinheit innerhalb weniger Sekunden den Volumenbedarf“, fasst Ambrosy das Funktionsprinzip zusammen.

Freie Fahrt für Gabelstapler: Beim Einsatz des Systems Lase-AFM-2-MB kann der Messbalken einfach von der Decke abgehängt werden.

An beiden Enden des Messbalkens befindet sich ein 2-D-LiDAR-Sensor des Typs R2000 von Pepperl+Fuchs.

Eine Schwenkeinheit dreht die Sensoren während der Vermessung von einer Seite zur anderen.

So erfassen die Laserscanner alle Seiten der Frachtstücke.

Aus den Messergebnissen wird daraufhin eine 3-D-Punktewolke erzeugt.

Der Aufbau von LaseAFM-2-MB biete zahlreiche Vorteile im Vergleich zu anderen Lösungen auf dem Markt, so Ambrosy. Da der Messbalken von der Decke abgehängt werde, gebe es keine störenden Metallkonstruktionen, die die Fahrwege von Gabelstaplern oder Flurförderfahrzeugen beeinträchtigen könnten. Gegenüber anderen Systemen, die auf einem viereckigen Rahmen mit zwei Lineareinheiten basieren, zeichne sich LaseAFM-2-MB außerdem durch besondere Effizienz und ein geringes Gewicht aus: „Weil wir lediglich einen Messbalken benötigen, ist unser System leichter zu montieren und weniger wartungs- und störanfällig.“

Höchste Auflösung, kompakte Bauform

Als die Spezialisten für Lasermesstechnik mit der Entwicklung ihrer Frachtvermessungssysteme begannen, spielte die Auswahl der geeigneten Sensorik eine entscheidende Rolle. Denn um Paletten schnell und präzise in 3-D zu vermessen, brauchte es Sensoren mit einem entsprechenden Auflösungsvermögen. Eine zusätzliche Herausforderung stellte die schlecht reflektierende schwarze Kunststofffolie dar, mit der die Paletten häufig umwickelt sind.

Auf der Suche nach der passenden Sensorik wandte sich LASE an Pepperl+Fuchs. Um die Frachtvermessung zu automatisieren, empfahl Business Development Manager Arno Hagemann den Einsatz des 2-D-LiDAR-Sensors R2000: „Dieser Sensor zeichnet sich durch einen kleinen Lichtfleck in Kombination mit der höchsten Winkelauflösung seiner Klasse aus. So bietet er eine außerordentlich hohe Pixeldichte – bei einer kompakten Bauform und einem Gewicht von nur 800 g.“

Dank einer Winkelauflösung von bis zu 0,014° ermöglicht der 2-D-LiDAR-Sensor R2000 höchste Präzision.

Der 360°-Messwinkel des R2000 sorgt für eine lückenlose Rundumsicht.

Für spezielle Anforderungen optimiert

Warum diese Eigenschaften für das System LaseAFM-2-MB von besonderer Bedeutung waren, führt Ambrosy näher aus: „Die hohe Scanfrequenz des R2000 ermöglicht eine schnelle Messung, während der kleine Lichtfleck für eine präzise Abtastung sorgt. So können wir die Dimensionen der Frachtstücke in wenigen Sekunden sehr genau erfassen. Auch das niedrige Gewicht ist von Vorteil, weil wir dadurch die Servomotorik in der Schwenkeinheit klein halten konnten.“

Doch nicht alle Applikationsanforderungen waren von Anfang an erfüllt – eine besondere Herausforderung stellte die Erfassung der schwarzen Verpackungsfolie dar. „Als die Anfrage von LASE zu uns kam, waren wir bereits in der Entwicklung einer neuen Variante des R2000“, berichtet Hagemann. „Um die Anwendung von LASE bestmöglich zu lösen, haben wir die neue Variante darauf hin optimiert, dass sie eine sehr große Reichweite auf schwarze Oberflächen hat.“ So wurde dieser Wert bei dem neuen Modell OMD60M gegenüber dem Standardmodell verdoppelt. „Obwohl die schwarze Folie nur drei bis vier Prozent des Lichts reflektiert, ergibt sich immer noch eine Reichweite von ca. acht Metern – was für die Vermessung von Frachtstücken vollkommen ausreicht“, rechnet Hagemann vor.

„Um die Anwendung bestmöglich zu lösen, haben wir die neue Variante des R2000 darauf hin optimiert, dass sie eine sehr große Reichweite auf schwarze Oberflächen hat.“

Arno Hagemann, Business Development Manager für LiDAR-Sensoren bei Pepperl+Fuchs

Auf die Zusammenarbeit mit dem Mannheimer Automatisierungsspezialisten blickt Ambrosy positiv zurück: „Pepperl+Fuchs hat uns nach kurzer Zeit einen Prototypen zur Verfügung gestellt, den wir in der Anwendung getestet haben. Dabei hat der Sensor perfekte Eigenschaften für die Erkennung schwarzer Verpackungsfolie gezeigt. Neben der hohen Auflösung, der kompakten Bauform und dem wirtschaftlichen Preis war das ein wesentlicher Grund, weshalb wir uns für den R2000 entschieden haben.“

Vielfach im Einsatz

Auch bei weiteren Lösungen für die automatische Frachtvermessung setzt LASE auf den 2-D-LiDAR-Sensor von Pepperl+Fuchs – so etwa bei dem System LaseAFM-Tower, das für den Einsatz an halb automatischen Wickelmaschinen konzipiert ist. Hierbei wird die Palette auf einen Drehteller gestellt und mit Folie umwickelt, um die Ladung zu sichern. Der OMD60M-R2000 vermisst die Palette während des Drehvorgangs. Ein einziger Sensor ist somit dazu in der Lage, alle Seiten der Palette zu erfassen.

Bei dem System LaseAFM-Tower ist der LiDAR-Sensor R2000 ist in einer stabilen Metallsäule integriert.

„Diese Form der Frachtvermessung ist besonders zeitsparend, weil die Vermessung parallel zum Wickelprozess stattfindet“, erklärt Ambrosy. Wie bei Lase-AFM-2-MB habe sich auch bei diesem System der R2000 von Pepperl+Fuchs bewährt – nicht nur, weil er ein hohes Detektionsvermögen für schwarze Kunststofffolie besitze, sondern auch, weil er sich mit seiner kompakten Bauform gut in Wickelmaschinen integrieren lasse.

Auf dem Weg in die Logistik der Zukunft

„Die Digitalisierung in der Logistik nimmt gerade erst an Fahrt auf. Mit unseren Systemen für die automatische Frachtvermessung leisten wir hierzu einen Beitrag.“

Lars Mohr, Vertriebsleiter bei LASE Industrielle Lasertechnik GmbH

Seit über fünf Jahren sind die Frachtvermessungssysteme von LASE nun auf dem Markt erhältlich. Für Vertriebsleiter Lars Mohr ist die bisherige Entwicklung eine Erfolgsgeschichte: „Wir haben nur zufriedene Kunden – und merken, dass das Interesse immer weiter wächst.“ Denn, so betont Mohr, in der automatischen Frachtvermessung liegt ein enormes Potenzial für die Zukunft. „Die Digitalisierung in der Logistik nimmt gerade erst an Fahrt auf. Mit unseren Systemen für die automatische Frachtvermessung leisten wir einen Beitrag, um den manuellen Aufwand für Unternehmen zu reduzieren und den gesamten Prozess so effizient wie möglich zu gestalten.“