Palettensortiermaschine für den Lebensmitteleinzelhandel (LEH)

Das Projekt

Für EDEKA, den führenden Lebensmitteleinzelhändler in Deutschland, entwickelte AUTFORCE eine vollautomatisierte Palettensortiermaschine zur effizienten Sortierung von Leerpaletten im Rahmen der Pooling-Rückführung. Ziel war es, gemischte Palettenströme zuverlässig zu identifizieren, nach Typ und Qualität zu klassifizieren und automatisch auf die jeweiligen Ausgabebahnen zu sortieren.

Zusätzlich zur Typerkennung sollten Gebrauchsspuren, Verschmutzungen, Beschädigungen und Geometrieabweichungen in Anlehnung an die EPAL Qualitätsklassifizierung automatisch bewertet werden. Gemeinsam mit dem Kunden wurden hierfür die Qualitätskriterien und Grenzwerte für die einzelnen Palettenklassen definiert. Die entwickelte Anlage kombiniert automatisierte Sortierung mit integrierter Qualitätsprüfung und erreicht einen Durchsatz von bis zu 200 Paletten pro Stunde. Die Sortierung erfolgt automatisiert auf sieben Ausgabebahnen, wobei die Paletten nach Typ und Qualitätsklasse getrennt werden.

Technische Herausforderung: Farb- und typbasierte Klassifizierung
Eine zentrale Herausforderung des Projekts bestand in der zuverlässigen Unterscheidung zwischen IPP-Paletten (bordeauxrot) und EPAL-2B-Paletten (dunkelbraun). Diese Aufgabe wurde bereits im Vorfeld in einer Machbarkeitsstudie analysiert.

Keyfacts

• Standort: Deutschland
• Größe der Anlage: ca. 17 × 9 m
• Durchsatz: bis zu 200 Paletten/Stunde, 3-Schicht-Betrieb
• 7 Sortierkategorien
• Aufgabe / Entnahme: mittels Kommissionierer mit doppellanger Gabel, bodeneben
• Stapelhöhe: bei Aufgabe und Entnahme max. 17 Paletten
• Qualitätsmerkmale: Farbe, Verschmutzungen, Beschädigungen, Geometrie und Vollständigkeit
• Sortierung: mittels Roboter
• Prüftechnik: 3D-Laserscanner & 2D-Farbkameras
• Anlagenautonomiezeit: max. 50 Minuten
• Software: autfactory zur Klassifizierung, Parametrierung und Auswertung der Prüfergebnisse

„Die Anlage hat sich für uns im täglichen Betrieb schnell bewährt. Sie entlastet unsere Mitarbeitenden von der körperlich anstrengenden und monotonen Arbeit der Palettensortierung und liefert zuverlässig eine gleichbleibend hohe Sortierqualität. Gleichzeitig sind wir trotz Automatisierung sehr flexibel:
Ob Stapelhöhen, Palettenklassen oder andere Kriterien – Anpassungen lassen sich schnell und unkompliziert vornehmen. Positiv ist außerdem, dass die Anlage angenehm leise arbeitet und nur wenig Platz benötigt. Besonders überzeugt hat uns aber die Zusammenarbeit mit dem Hersteller. Unsere Anforderungen wurden von Anfang an ernst genommen, gemeinsam durchdacht und in die Umsetzung einbezogen.“

Nancy Schulz
Projektmanagerin EDEKA Handelsgesellschaft Minden-Hannover mbH

Technische Umsetzung

Für diesen spezifischen Anwendungsfall und die individuellen Kundenvorgaben erwies sich unsere Palettensortieranlage PalletSort Max als optimale Lösung. Die Anlage wurde gezielt an die Anforderungen des Projekts angepasst und verarbeitet gemischte Leerpalettenstapel vollautomatisch. Ihr primäres Ziel ist die zuverlässige Trennung verschiedener Pooling-Paletten sowie die Bewertung des Palettenzustands anhand definierter Qualitätskriterien. Dazu durchlaufen die Paletten eine systematische Prozesskette: Sie werden vereinzelt, geprüft, klassifiziert und schließlich sortenrein gestapelt, um eine effiziente und qualitätsgesicherte Rückführung im Rahmen des Pooling-Prozesses zu gewährleisten.

1. Aufgabe der Paletten

Die gemischten Palettenstapel werden an der Aufgabestation mit einem Stapler aufgegeben. Die Station ist so ausgelegt, dass mit einer langen Staplergabel zwei Palettenstapel gleichzeitig aufgenommen und in einem Schritt auf die Anlage übergeben werden können.

Im Anschluss werden die Paletten über eine verlängerte Förderstrecke in den Prozess geführt. Diese wurde bewusst als Pufferzone ausgelegt und bietet Platz für bis zu 8 Palettenstapel vor der Vereinzelung. Dadurch kann die Anlage mit einem entsprechenden Vorlauf bestückt werden und anschließend über längere Zeit autonom arbeiten. Weitere Palettenstapel können jederzeit während des laufenden Betriebs nachgeführt werden, ohne den Prozess zu unterbrechen.

2. Vereinzeln der Paletten

Die Paletten werden mittels Palettenmagazin vereinzelt. Eine Aushubeinheit greift dabei gezielt die zweite Palette von unten im Stapel. Anschließend wird der gesamte Palettenstapel kurz angehoben, sodass die unterste Palette freigegeben wird und kontrolliert auf die nachgelagerte Rollenbahn überfahren kann.

Sobald die Palette aus dem Palettenmagazin herausgefahren ist, wird der Palettenstapel wieder abgesenkt und in eine stabile Ausgangsposition zurückgeführt. Dieser Ablauf wiederholt sich zyklisch, bis der gesamte Stapel abgearbeitet ist.

3. Automatische Palettenprüfung

In der PACO-Prüfstation wird jede Palette vollständig inspiziert. Das System kombiniert 3D-Laserscanner und 2D-Kameras, um sowohl geometrische Eigenschaften als auch visuelle Merkmale zuverlässig zu erfassen. Die Analyse basiert auf 3D-Punktwolken sowie Bilddaten, die unter kontrollierter, gleichmäßiger Beleuchtung aufgenommen werden. Dadurch wird eine konstante und reproduzierbare Prüfqualität unabhängig von Umgebungslicht oder Materialunterschieden sichergestellt.

Die Prüfung umfasst mehrere aufeinander abgestimmte Teilbereiche:

• Typbestimmung der Palette
  Erkennung und Zuordnung des Palettentyps, beispielsweise EPAL, CHEP, LPR oder IPP, basierend auf Farbmerkmalen, Geometrie und Kennzeichnungen.
• Erkennung fehlender und beschädigter Bauteile
  Identifikation von fehlenden Brettern, Klötzen oder strukturellen Elementen sowie Bewertung von Bruchstellen und Ausbrüchen.
• Geometrieprüfung
  Vermessung aller relevanten Bauteile sowie der Gesamtgeometrie der Palette. Dazu gehören Maßhaltigkeit, Höhen- und Breitenabweichungen sowie der Gabelfreiraum.
• Oberflächenbewertung
  Analyse von Verschmutzungen, Verfärbungen, Alterungsgrad und Anhaftungen wie Folien-, Etiketten- oder Pappresten.
• Konturanalyse
  Erkennung von Rissen, Störkonturen, verdrehten Klötzen sowie überstehenden oder beschädigten Bauteilen.

Auf Basis dieser Einzelergebnisse erfolgt die Gesamtklassifikation der Palette. Dabei werden die definierten Qualitätsklassen wie EPAL 1A, 2A, 2B sowie Defektzustände oder die Zuordnung zu CHEP, LPR und IPP gebildet. Die Bewertung erfolgt vollständig regelbasiert auf Grundlage kundenspezifisch definierter Grenzwerte, wodurch sich die Anlage flexibel an unterschiedliche Anforderungen anpassen lässt.

Typerkennung EPAL

Typerkennung CHEP

Typerkennung IPP
fehlender Klotz

Typerkennung LPR

Oberflächenprüfung EPAL

Oberflächenprüfung CHEP

Oberflächenprüfung IPP

Konturprüfung
gebrochenes Deckbrett

Konturprüfung
Klotz verdreht

Geometrieprüfung
Gabelfreiraum nicht gegeben, Folienreste

Geometrieprüfung
Deckbrett fehlt

4. Robotergestützte Sortierung

Nach Abschluss der Prüfung wird die ermittelte Klassifikation an das Robotersystem übergeben. Der Roboter entnimmt die Palette und legt sie auf der zugehörigen Ausgabebahn ab.

Durch den robotergestützten Ansatz können unterschiedliche Palettentypen und Qualitätsklassen flexibel verarbeitet werden. Dies ist insbesondere bei gemischten Palettenströmen mit wechselnder Verteilung der Palettentypen von Vorteil.

5. Stapelbildung und Ausgabe

Auf den sieben Ausgabebahnen werden die Paletten entsprechend ihrer Klasse wieder zu Stapeln aufgebaut. Für jede Bahn ist eine definierte Palettenkategorie hinterlegt.

Sobald die vorgegebene Stapelhöhe erreicht ist, wird der Stapel automatisch zur Entnahme bereitgestellt. Die sortierten Paletten können anschließend direkt den jeweiligen Pooling-Systemen oder Folgeprozessen zugeführt werden.

autfactory: die Intelligenz der Palettensortierung

autfactory ist die integrierte Softwarelösung, die als Herzstück aller Palettensortiermaschinen von AUTFORCE fungiert. Sie übernimmt die zentrale Auswertung, Steuerung und Dokumentation des gesamten Sortierprozesses. Durch die nahtlose Integration der 3D-Sensorik und Kamerasysteme wandelt autfactory Rohdaten in nachvollziehbare Entscheidungen um. Alle Prüf- und Klassifizierungslogiken sind hier hinterlegt, sodass jede Palette transparent bewertet und eindeutig einer Qualitäts- und Typklasse zugeordnet wird. Jede Entscheidung ist dabei vollständig rückverfolgbar. Die Software dokumentiert, welche Merkmale (z. B. Farbe, Geometrie, Beschädigungen) zur jeweiligen Einstufung geführt haben.

Wichtige Funktionen und Einstellungen in autfactory:

• Prüfparameter konfigurieren
  Grenzwerte und Toleranzen für alle Qualitätsmerkmale lassen sich direkt in der Oberfläche anpassen.
• Palettentypen und Qualitätsklassen verwalten
  EPAL, CHEP, LPR, IPP sowie alle Qualitätsstufen können zentral definiert und erweitert werden.
• Bahnzuordnung steuern
  Sortierlogiken und Zielbahnen können flexibel je Palettenklasse angepasst werden.
• Stapelhöhen definieren
  Anzahl der Paletten pro Ausgabestapel kann pro Bahn individuell festgelegt werden.
• Live-Dashboard nutzen
  Aktuelle Stückzahlen, Taktzeiten, Qualitätsverteilungen und Anlagenstatus in Echtzeit.
• Detailanalyse jeder Palette
  Vollständige Rückverfolgung aller Prüfergebnisse inkl. Typ-, Oberflächen-, Geometrie- und Konturanalyse.
• Reports und Auswertungen erzeugen
  Sortierleistung, Qualitätsdaten und Prozesskennzahlen können exportiert und dokumentiert werden.