Die besten Bildverarbeitungskameras für Logistik und Lagerautomatisierung

Die besten Bildverarbeitungskameras für die Logistik sind gar keine einzelne Kamera. Ein modernes Verteilzentrum liest Codes mit hoher Geschwindigkeit, misst jedes Paket, prüft auf Beschädigungen und kommissioniert gemischte Ladungen von einer Palette. Kein einzelner Sensor erledigt all das gut. Die richtige Antwort ist eine kleine Auswahl bewährter Technologien, jede der Aufgabe zugeordnet, die sie am besten löst, und alle arbeiten standortweit zusammen. Dieser Leitfaden behandelt die wichtigsten und zeigt, wo jede ihren Platz hat.

Zwei Kräfte treiben das Wachstum. Eine aktuelle Marktstudie von Interact Analysis erfasst beide. Die erste ist der schiere Umfang an Bildverarbeitung, die in Logistik und Lagerhaltung Einzug hält, da E-Commerce-Volumen und Arbeitskräftemangel mehr Automatisierung auf die Fläche bringen. Die zweite ist der Aufstieg von 3D. Jahrelang wurde die 3D-Bildverarbeitung durch Kosten und durch die Unreife der Technologie ausgebremst. Das hat sich geändert. 3D ist inzwischen schnell genug, robust genug und erschwinglich genug, um in einem laufenden Lager statt in einem Labor zu arbeiten. Die beiden Trends sind getrennt, aber verbunden. Vieles, was die Logistik heute automatisieren möchte, von der Dimensionierung bis zur Depalettierung, funktioniert nur in 3D.

Codes mit hoher Geschwindigkeit lesen: feste Scanner und 2D mit mehreren Kameras

Das Lesen von Barcodes und 2D-Codes ist das Rückgrat jedes Logistikbetriebs. Jedes Paket, jede Wanne und jede Palette trägt einen Code. Dieser Code muss zuverlässig bei Bandgeschwindigkeit gelesen werden, oft auf Verpackungen, die glänzend, zerknittert oder schlecht bedruckt sind.

Für das Lesen in fester Position an einem Förderband sind Zebras feste Industriescanner genau dafür gebaut. Die Serien FS40, FS42 und FS70 lesen 1D- und 2D-Codes bei Liniengeschwindigkeit und kommen mit der Bandbreite an Etikettenqualitäten zurecht, die ein echtes Lager mit sich bringt. Sie werden über Zebras Aurora-Software ohne spezialisierte Programmierung eingerichtet.

Manche Aufgaben brauchen mehr als eine Kamera. Ein Scan-Tunnel liest jede Seite eines Kartons, während er vorbeiläuft. Kein Etikett wird verpasst, gleich wie das Paket liegt. Hier hat eine schnelle Flächenkamera ihren Platz. Zebras CV60, erhältlich in GigE und USB3 und mit bis zu 24,5 Megapixeln, ist für das Lesen in Scan-Tunneln mit mehreren Kameras und auf breiten Bändern ausgelegt, mit dem Global Shutter und der Stoßfestigkeit, die eine bewegte Linie verlangt.

Am Verladetor, wo Lkw be- und entladen, sind die Kameras Staub, Temperaturschwankungen und dem einen oder anderen Stoß ausgesetzt. Hier kommt es auf eine abgedichtete Kamera an. Die IP67-zertifizierte Triton von LUCID ist eine kompakte GigE-Kamera mit M12-Steckverbindern und einem vollständig abgedichteten Gehäuse, gebaut, um unter Bedingungen weiter Codes zu lesen und Bilder aufzunehmen, die eine ungeschützte Kamera schnell zerstören würden.

Jedes Paket messen: Dimensionierung in 3D

Die Dimensionierung ist der Bereich, in dem 3D die Logistikfläche am sichtbarsten verändert hat. Lager brauchen die Größe jedes Pakets für die Volumenberechnung, für die Abrechnung nach Volumen und für die Planung, wie Ladungen in einen Auflieger passen. Einen bewegten Karton bei Geschwindigkeit genau zu messen ist ein 3D-Problem. Eine 2D-Kamera sieht einen flachen Umriss. Sie kann Ihnen die Höhe nicht nennen.

Die 3D-Lasertriangulation ist die bewährte Methode. Eine Laserlinie wird über das Band projiziert, und eine Kamera betrachtet sie im Winkel. Die Form dieser Linie gibt das Höhenprofil dessen preis, was darunter hindurchläuft.

Zebras AltiZ ist hier eine starke Wahl. Es ist ein Profilsensor mit zwei Kameras und einem Laser, der bis zu 11.000 Profile pro Sekunde erreicht und für die Fertigungshalle nach IP67 abgedichtet ist. Der Z-Trak von Teledyne ist ein Laser-Profilsensor, der dasselbe Feld abdeckt, Teil eines Kameraprogramms, das vom Bildsensor aufwärts reicht. Beide verwandeln ein bewegtes Paket in eine genaue dreidimensionale Messung, berührungslos und ohne die Linie zu verlangsamen.

Beschädigungen erkennen: Paketprüfung und KI

Beschädigte Ware ist teuer. Ein zerdrückter Karton, ein gerissenes Etikett oder ein undichtes Paket, das einen Kunden erreicht, bedeutet eine Rücksendung, einen Ersatz und einen Schaden am Ruf. Beschädigungen auf dem Weg durch das Lager zu erkennen, ist eine Aufgabe, die die Bildverarbeitung gut löst. Zunehmend ist es eine Aufgabe für Deep Learning.

Die traditionelle regelbasierte Bildverarbeitung tut sich mit Beschädigungen schwer, weil Beschädigung so variabel ist. Es gibt keine feste Vorlage für eine Delle oder einen Riss. Genau dafür ist die KI-gestützte Anomalieerkennung gebaut. Sie lernt aus Beispielbildern, wie ein einwandfreies Paket aussieht, und meldet dann jede Abweichung, auch Arten von Beschädigung, die ihr nie ausdrücklich gezeigt wurden.

Derselbe Ansatz bewältigt die Probleme, die die Linie selbst aufwirft. Staus auf dem Förderband sind ein gutes Beispiel. Ein Stau, der minutenlang unbemerkt bleibt, kann eine Sortieranlage lahmlegen und den Verkehr im ganzen Standort zurückstauen. Ein Bildverarbeitungssystem, das das Band überwacht, kann einen Stau oder ein heruntergefallenes Paket in dem Moment erkennen, in dem es passiert, und einen Stopp auslösen. Diese Art von Arbeit brachte Zebra kürzlich den Automate UK Award für die Innovative Vision Solution ein, für ein System zur Erkennung von Förderbandstaus. Es ist ein anschauliches Beispiel dafür, wie die Bildverarbeitung vom Prüfen von Produkten zum Überwachen des Prozesses selbst übergeht.

Kommissionieren und depalettieren: 3D für Roboter

Das automatisierte Kommissionieren und Depalettieren ist eines der schwierigsten Probleme im Lager. Es ist klar ein 3D-Problem. Ein Roboter, der Kisten von einer Palette hebt oder Artikel aus einer gemischten Wanne greift, muss die genaue Position und Ausrichtung jedes Artikels in drei Dimensionen kennen. Und das muss er, wenn die Artikel variieren, wenn sie unvorhersehbar gestapelt sind und wenn die Palette nie ganz dieselbe ist.

Dies ist das Gebiet von Photoneo, jetzt Teil von Zebra. Seine 3D-Kameras mit strukturiertem Licht sind für die Roboterführung gebaut. Die MotionCam-3D erfasst hochauflösendes 3D von Szenen, die in Bewegung sind. Das ist es, was sie von Scannern abhebt, die verlangen, dass alles stillsteht. Für statische, submillimetergenaue Arbeit erledigt der PhoXi 3D Scanner die Aufgabe. Zusammen decken sie Bin Picking, die Depalettierung gemischter Kartons und die bildgeführte Robotik ab, die Anwendungen, die am häufigsten ins Stocken geraten, wenn ein Team versucht, sie in 2D zu zwingen.

Batterie- und Brandsicherheit: Thermografie

Es gibt noch eine weitere Kamera, über die jedes moderne Lager nachdenken sollte. Sie liest keinen einzigen Code. Lithium-Ionen-Batterien sind heute überall in der Lieferkette, in Geräten, in E-Commerce-Paketen und in den Elektrofahrzeugen und Gabelstaplern, die auf dem Gelände arbeiten. Eine beschädigte oder defekte Zelle überhitzt, bevor sie sich entzündet. Eine Standardkamera kann diese aufsteigende Hitze nicht sehen. Eine Wärmebildkamera schon.

FLIR-Wärmebildkameras überwachen die Temperatur einer Szene fortlaufend und schlagen Alarm, wenn etwas einen Schwellenwert überschreitet, lange bevor ein Mensch es bemerken würde. In einem Batterielager, einer Ladezone oder einem Sortierbereich, der Pakete mit Zellen darin handhabt, ist diese Frühwarnung der Unterschied zwischen einer Warnung und einem Zwischenfall. Es ist eine kleine Ergänzung zu einer Bildverarbeitungsstrategie, die den gesamten Standort schützt.

Die Aufgabe der Technologie zuordnen

So sieht es aus, jede Aufgabe in einem Logistikbetrieb gegenüber der Technologie, die am besten dazu passt.

Warum 2D, 3D und Thermografie Seite an Seite arbeiten

Es wäre leicht, all dies als einen Wettbewerb zwischen Technologien zu lesen. Das ist es nicht. Die Lehre von den bestgeführten Logistikstandorten ist, dass diese Werkzeuge einander ergänzen. Ein einzelnes Verteilzentrum betreibt oft feste Scanner an seinen Eingangsförderern, einen Scan-Tunnel an der Sortierlinie, 3D-Profilsensoren an den Dimensionierungsstationen, strukturiertes Licht an den Depalettierrobotern und einige wenige Wärmebildkameras, die das Batterielager überwachen.

Der Trend, den Interact Analysis beschreibt, ist nicht, dass 3D das 2D ersetzt. Es ist, dass 3D sich zu 2D und Thermografie als normaler Teil des Werkzeugkastens gesellt, nun da Kosten und Leistungsfähigkeit es nicht mehr zurückhalten. Die Kunst besteht darin, für jeden Punkt im Prozess das richtige Werkzeug zu wählen und sie zusammenarbeiten zu lassen. Das ist ebenso sehr eine Systemfrage wie eine Kamerafrage.

Ein Logistik-Bildverarbeitungssystem aufbauen

Die besten Bildverarbeitungskameras für die Logistik sind die, die den vor ihnen liegenden Aufgaben richtig zugeordnet sind. Stimmt diese Zuordnung, dann liest ein Lager jeden Code, misst jedes Paket, erkennt Beschädigungen vor dem Versand, führt seine Roboter und hält seine Batterien sicher. Stimmt sie nicht, zahlen Sie für Kameras, die nie ganz zur Aufgabe passen.

Das ist die Art von System, die wir jeden Tag zusammenstellen. Wir liefern die Kameras, Scanner, 3D-Profilsensoren und Wärmebildkameras von Zebra, Photoneo, Teledyne, LUCID und FLIR. Wir helfen Ihnen, herauszufinden, welche an jeden Punkt Ihres Standorts gehört.

Wenn Sie ein Lager automatisieren oder eines aufrüsten, ist der Ausgangspunkt ein Gespräch über die Aufgaben, die Sie lösen müssen, nicht eine Einkaufsliste von Kameras. Erzählen Sie uns, wie der Prozess aussieht, und wir sagen Ihnen, was er braucht.

Sprechen Sie mit unseren Fachleuten über ein Logistik-Bildverarbeitungssystem: ein Gespräch beginnen

Kontakt aufnehmen: info@clearview-imaging.com | +49 89 12085456

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