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Versandverpackungen Sensorlösungen schaffen Verpackungen nach Maß

Autor / Redakteur: Marco Kaiser und Michael Burger / Dipl.-Betriebswirt (FH) Bernd Maienschein

Wenig Ware im Karton, dafür viel Füllmaterial – das ist besonders für umweltbewusste Verbraucher ein Ärgernis. Paletten mit Kartonzuschnitten für unterschiedliche Verpackungsgrößen kosten den Versender wertvollen Lagerplatz. Dies sind nur zwei Gründe, weshalb vielerorts über Alternativen zu Standardverpackungen nachgedacht wird.

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Unabhängig von den Objekt- und Oberflächeneigenschaften ermittelt das VML Prime die Längen-, Breiten- und Höhenmaße von Objekten – und kann auch Überstände erkennen, die den Verpackungsprozess stören könnten.
Unabhängig von den Objekt- und Oberflächeneigenschaften ermittelt das VML Prime die Längen-, Breiten- und Höhenmaße von Objekten – und kann auch Überstände erkennen, die den Verpackungsprozess stören könnten.
(Bild: Sick)

Effizienter verpacken ist das Ziel – und deshalb ein Wachstums- und Zukunftstrend mit enormem Potenzial für die Verpackungsindustrie. Es gilt, die Luft aus dem Karton rauszulassen und diesen für jede Sendung automatisiert nach Maß anzufertigen. Intelligente Sensorlösungen wie das Lichtgitter-basierte Volumenmesssystem VML Prime von Sick liefern die notwendigen Informationen, um solche maßgeschneiderte Verpackungen herstellen zu können.

Das VML Prime ist eine modular konfigurierbare und schlüsselfertig integrierbare Komplettlösung. Sie besteht aus zwei messenden Lichtgittern MLG-2 Pro, einem rotativen Messrad-Inkremental-Encoder DFV60 sowie einem MSC800-Controller für die Signalauswertung, die Volumenberechnung und die optionale Integration von Wägetechnik und Identifikationssystemen. Unabhängig von den Objekt- und Oberflächeneigenschaften ermittelt es anhand der Längen-, Breiten- und Höhenmaße des Objektes dessen kleinsten umhüllenden Kartonkubus – wie er dann von der Verpackungsmaschine on demand produziert wird. Dem Leerraum in der Versandverpackung kann so wirkungsvoll zu Leibe gerückt werden – was zahlreiche Vorteile bietet.

„Maßvoll“ verpacken nach Bedarf liegt absolut im Trend

Das automatisierte Anfertigen von sendungsspezifischen, volumengenauen Umverpackungen, passend zur versandbereiten Ware, ist ein Wachstums- und Zukunftstrend mit enormem Potenzial für die Verpackungsindustrie. Kein Wunder, sind doch beispielsweise 40 % weniger Versandvolumen, 80 % weniger Lagerraum für Kartonzuschnitte oder eine Füllgradoptimierung vieler Versandkartons bis nahe der 100-%-Marke starke Argumente für Verpackungen nach Maß. Zudem wird nachhaltiges und effizientes Verpacken von Verbrauchern immer stärker honoriert – was gerade im Onlinehandel mit seinem extrem hohen Sendungsaufkommen ein wichtiger Aspekt ist.

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Die Vernetzung der physischen mit der digitalen Welt beim Verpacken auf Anforderung hat dabei direkte Auswirkungen auf die Maschinen, die individualisierte Verpackungen herstellen. Jene müssen mit intelligenten Sensoren ausgestattet sein, die Daten nicht nur sammeln, sondern auch interpretieren und sie zu den Informationen machen, die die Steuerung der Verpackungsmaschine benötigt. Das Portfolio der Sensor Solutions von Sick hält hierfür eine Vielzahl von smarten und kommunikationsfähigen Lösungsmöglichkeiten bereit, unter anderem das Lichtgitter-basierte Volumenmesssystem VML Prime.

3D-Profil und Lageerkennung in einem Arbeitsgang

Das VML Prime ermittelt simultan sowohl die Konturmaße von Objekten als auch deren Ausrichtung auf einer Förderstrecke. Hierfür erzeugen zwei messende Lichtgitter MLG-2 Pro, installiert in einen Metallrahmen, ein rechteckiges Messfeld, durch das hindurch das Objekt transportiert wird. Dessen Farbe oder Oberflächenbeschaffenheit spielt keine Rolle: Die Lichtgitter können selbst dunkle, nahezu transparente und folienumwickelte Objekte zuverlässig detektieren und vermessen. Die flexible Schaltschwellenerkennung sorgt für zusätzliche Materialunabhängigkeit. Das Sender-Empfänger-Prinzip des Lichtgitters sowie dessen besondere Gleichlichtfestigkeit machen die Messung gleichzeitig unempfindlich gegenüber Störeinflüssen aus dem Einsatzumfeld. Unter dem Strich ist dadurch – sowie durch die Auswertung jedes einzelnen Lichtstrahls des MLG-2 Pro – eine in jeder Hinsicht zuverlässige Detektion und millimetergenaue Messung gewährleistet. Die Breite und Höhe des Messfeldes kann durch Wahl der entsprechenden Baulänge von Sender- und Empfängermodul individuell ausgelegt werden. Die Objektlänge wird durch Wegmessung mit einem Messrad-Inkremental-Encoder DFV60 erfasst – bei hohen Transportgeschwindigkeiten. Der Systemcontroller MSC800 des VML Prime stellt die Messdaten der optischen und rotativen Sensoren zur Berechnung eines 3D-Modells des Objektes bereit.

Echtzeitinformationen für die Herstellung auf Anforderung

Aus den Messdaten des VML Prime werden Steuerungsinformationen für die smarte Verpackungsmaschine abgeleitet, um für die Verpackung nach Maß den Wellpappe- oder Folienvorschub sowie die Schneid-, Falz- und Faltprozesse zu starten. Mit dem Volumenmesssystem ist es möglich, Objekte mit Kantenlängen bis 2600 mm × 1000 mm × 1000 mm für die Herstellung passgenauer Umverpackungen zu vermessen. Gleichzeitig erfasst das VML Prime auch die Ausrichtung des Objektes auf der Förderstrecke – eine oftmals wichtige Information für das weitere Handling beispielsweise durch einen Roboter. Sick bietet das VML Prime als integrationsfreundliche Komplettlösung an.

Mit MLG-2 Pro auch individuelle Lösungskonzepte möglich

Maschinenbauer, OEM und Endkunden, die ihre eigene Volumenmessung realisieren möchten, können das MLG-2 Pro, den Encoder und den Controller aber auch als einzelne Komponenten beziehen. Der Zugriff auf die Softwarefunktionalitäten zur Umsetzung individueller Lösungen ist weiterhin gegeben. Das messende Lichtgitter ist modular – die Überwachungshöhe, die Auflösung und die Schnittstelle können frei gewählt werden. Das MLG-2 Pro kann direkt in eine vorhandene Steuerung eingebunden werden und benötigt dann keinen zusätzlichen PC.

Enabling Technology für nachhaltiges und zukunftssicheres Verpacken

Zeit und Geld sparen, die Produktivität verbessern, nachhaltige Prozesse implementieren und eine hohe Kundenzufriedenheit erreichen – in welcher Branche wollen Unternehmen das nicht?

Dementsprechend vielfältig ist das Einsatzgebiet von smarten Verpackungsmaschinen, die mithilfe des Lichtgitter-basierten Volumenmesssystems VML Prime von Sick sendungsspezifische und maßgenaue Verpackungen herstellen. Produzierende Industriebetriebe gehören ebenso wie E-Commerce-Anbieter oder Konsumartikelhersteller zu den Unternehmen, die auf Versandkartons in Losgröße 1 umgestellt haben und diese zu dem Zeitpunkt herstellen, zu dem sie gebraucht werden.

Sie profitieren von vielfältigen Nutzenpotenzialen der Verpackung on demand. Volumengenaue Umverpackungen vermeiden die Verwendung und die Entsorgung von Füllstoffen. Der Einsatz von Wellpappe und Folien wird oftmals signifikant reduziert. Verpackungen auf Abruf müssen nicht erst aus dem Lager geholt und aufgefaltet werden – sie sind direkt im Prozess der Sekundärverpackung verfügbar, erhöhen die Durchsatzleistung im Versand und verkürzen Lieferzeiten. Luftleere, passgenaue Kartons verringern Sendungsvolumina, ermöglichen eine effizientere Nutzung von Transportkapazitäten, verringern den CO2-Ausstoß pro Sendung und sparen Versandkosten ein. Kosten- und umweltbewusste Verbraucher wissen dies zu schätzen.

Das Volumenmesssystem VML Prime ist in diesem Kontext somit eine „enabling technology“ für wirtschaftliches, nachhaltiges und zukunftssicheres Verpacken in Losgröße 1. ■

* Marco Kaiser ist Strategic Industry Manager Consumer Goods Packaging im Global Industry Center Factory Automation bei der Sick AG in 79183 Waldkirch, Tel. (0 76 81) 2 01-0; Michael Burger ist Product Manager MLG-2, Global Business Center Presence Detection beim selben Unternehmen.

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