In vielen automatisierten Produktionsumgebungen spielt das sichere und zuverlässige Handling von gestapelten Materialien eine zentrale Rolle. Ob Kartons, Behälter oder schwere Bauelemente – Robotergreifer müssen sicher erkennen, ob ein Objekt korrekt positioniert ist, bevor ein Greifvorgang gestartet wird. Eine häufige, jedoch technisch anspruchsvolle Aufgabe ist dabei die Überstandsüberwachung von Materialstapeln.
Ein konkretes Beispiel sind gestapelte Ziegelpakete auf einem Förderband: Bevor ein Robotergreifer diese aufnehmen kann, muss geprüft werden, ob links oder rechts ein Überstand existiert, der den Greifvorgang behindern würde. In klassischen automatisierten Systemen fehlt häufig eine standardisierte Lösung für diese Überstandskontrolle – Bestandsanlagen arbeiten ohne Sensorik, Anlagenoptimierungen werden nur selten nachgerüstet. Doch neue Technologien aus der optoelektronischen Sensorik eröffnen hier flexible und robuste Möglichkeiten, Überstände materialneutral zu detektieren.
In der Praxis müssen zwei Dinge sicher erfasst werden: Zum einen ob das Material im Stapel korrekt innerhalb der Greifzone liegt, zum anderen ob einzelne Elemente seitlich überstehen, was zu Kollisionen oder Fehldetektionen beim Greifen führen kann. Die Herausforderung: Die Stapelhöhe ist in der Regel konstant (z. B. ±1 cm), aber der Seitüberstand ist variabel und muss zuverlässig erkannt werden. Dabei soll die Sensorik nicht sicherheitsgerichtet sein – es geht primär um eine funktionale Blockierungserkennung, nicht um eine Schutzfunktion im Sinne der Maschinensicherheit.
Ein Robotergreifer kann bei erkannten Überständen beispielsweise automatisch stoppen oder eine alternative Greifstrategie wählen. Diese Überstandskontrolle kann durch unterschiedliche optoelektronische Sensorlösungen umgesetzt werden – je nach Einbausituation, Platz, Kosten und Präzisionsanforderung.
Eine denkbare Lösung für die Überstandsüberwachung ist der Einsatz von messenden Lichtgittern. Dabei handelt es sich um optoelektronische Sensoren, die über mehrere Lichtstrahlen einen virtuellen Querschnitt erzeugen. Wird ein Strahl unterbrochen, erkennt das System direkt, dass ein Objekt in diesem Feld vorhanden ist. Lichtgitter können bei Bedarf sogar zur Höhenüberwachung über die gesamte Stapellänge genutzt werden – also zusätzlich erfassen, ob die Gesamthöhe der gestapelten Ziegel einem erwarteten Wert entspricht oder zu hoch ist.
wenglor bietet eine Reihe solcher Lichtgitter, die im Schrankenprinzip mehrere Lichtstrahlen verknüpfen und ein kontinuierliches Messergebnis liefern können. Sie eignen sich für Aufgaben wie Positionserkennung, Objektdetektion und Höhenerfassung entlang des Förderwegs. Die modulare Struktur solcher Gitter erlaubt auch eine Anpassung der Auflösung oder Feldhöhe, je nachdem wie fein die Überstandserkennung sein soll.
Der Vorteil eines Lichtgitters liegt in seiner Flächenabdeckung: Es scannt einen Bereich automatisch und kontinuierlich, ohne mechanische Bewegung, und liefert sofort Feedback, wenn ein Objekt den Lichtpfad unterbricht. Das kann insbesondere dann sinnvoll sein, wenn nicht nur eine punktuelle Prüfung, sondern eine flächige Überwachung über mehrere Positionen im Greifbereich erforderlich ist.
Für viele Retrofit‑Projekte hat sich eine andere, konstruktiv kompaktere Lösung bewährt: Reflextaster mit Hintergrundausblendung. Diese Sensoren arbeiten nach dem Prinzip der Winkel‑ oder Reflexmessung und erkennen Objekte kontaktlos in einem vorgegebenen Abstand, ohne starke Beeinflussung durch den Hintergrund.
Wichtig ist hier die sogenannte Hintergrundausblendung: Der Sensor unterscheidet zwischen dem tatsächlichen Objekt (z. B. Ziegelkante) und dem Hintergrund, indem er nur Objekte innerhalb einer bestimmten Distanz als gültige Zielobjekte wertet. Dadurch lassen sich seitlich überstehende Elemente sicher erkennen, ohne dass zum Beispiel der Förderbandboden oder andere Umgebungsbereiche die Messung stören.
Moderne reflektierende Sensoren bieten darüber hinaus flexible Einstellmöglichkeiten etwa über IO‑Link oder Teach‑In, so dass Schaltpunkte, Hysterese oder Empfindlichkeit unmittelbar an die Anwendung angepasst werden können. Je nach Produktserie sind Reichweiten und Empfindlichkeiten sehr unterschiedlich – von kompakten Näherungsbereichen bis zu mehreren 100 mm.
Der Vorteil dieser Lösung ist vor allem ihre platzsparende Integration direkt an der Greifereinheit: Statt ein Lichtfeld über den gesamten Querschnitt aufzubauen, prüft der Sensor unmittelbar neben dem Greifer, ob seitlich Material übersteht. Diese Variante ist besonders für Nachrüstungen an Bestandsanlagen attraktiv, weil sie meist einfacher umzusetzen ist und weniger Platz benötigt als umfangreiche Lichtgitter.
Im Portfolio von wenglor gibt es mehrere sensorische Ansätze, die sich für diese Überstandsüberwachung eignen:
Diese arbeiten mit mehreren Lichtstrahlen, die einen Bereich abtasten und Unterbrechungen durch Objektüberstände detektieren können. Unterschiedliche Strahlabstände (z. B. 2 mm oder 30 mm) erlauben die freie Wahl zwischen hoher Detailauflösung oder groberer Überwachungszone, je nach Stapelmaterial und Anforderung.
Robuste Sensoren mit Infrarot‑ oder Laserlicht, die Objekte vor einem definierten Hintergrund erkennen – ideal für eine punktuelle tastende Prüfung direkt am Greifer. Sie bieten hohe Flexibilität in Aufbau und Positionierung und sind besonders geeignet, wenn es auf kompakte Nachrüstungslösungen ankommt.
Beide Lösungstypen erlauben eine flexible Integration in Standard‑Automatisierungsarchitekturen und liefern schnelle, zuverlässige Signale für die Steuerungsebene, damit der Roboter seine Bewegungen entsprechend anpasst.
Gerade bei Nachrüstprojekten in bestehenden Produktionslinien ist Flexibilität gefragt: Die Sensorik muss sich an vorhandene Einbausituationen anpassen, ohne umfangreiche Umbauten zu erfordern. Die Kombination aus punktueller Reflexmessung und optionaler Flächenüberwachung bietet hier einen breiten Spielraum für integrative Lösungen.
Darüber hinaus stellt die Hintergrundausblendung der Reflextaster sicher, dass selbst bei wechselnden Farbgebungen oder Oberflächen – etwa bei dunklen oder roten Ziegeln – eine stabile Detektion möglich ist, da die Sensorik weitgehend unempfindlich auf solche Eigenschaften reagiert.
Die Überstandsüberwachung von Materialstapeln ist ein typischer Anwendungsfall in der automatisierten Logistik und Robotik. Ob seitlicher Überstand, unregelmäßiger Stapelaufbau oder Materialabweichungen – ohne zuverlässige Sensorik kann dies schnell zu Produktionsstopps oder Schäden am Greifer führen.
Optoelektronische Lösungen von wenglor – wie messende Lichtgitter und Reflextaster mit Hintergrundausblendung – bieten hierfür robuste, flexibel integrierbare Wege zur Objekterkennung, die sowohl punktuelle als auch flächenhafte Anforderungen abdecken. Je nach Aufgabenstellung können Anwender zwischen kontinuierlicher Messfeldüberwachung oder kompakter Greifernahe Detektion wählen.
Mit solchen Sensorlösungen lassen sich Überstandsprobleme frühzeitig erkennen, bevor sie den Greifprozess beeinträchtigen – ein wichtiger Baustein für zuverlässige Automatisierungsprozesse in der Materialbearbeitung und -handhabung.
Berufsbezeichnung