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Laserscanner und Imager

« Wo liegt der Unterschied? »

Die Welt der Datenerfassungsgeräte ist riesig! Eine Weisheit, die dem Logistikexperten seit jeher bewusst ist. Für den ungeübten Lageristen, Paketboten und nicht zuletzt angehenden Reseller sind die Unterschiede zwischen Terminals und Handhelds jedoch weniger ersichtlich. Die folgenden Zeilen klären über die kleinen großen Unterschiede zwischen den Scannern auf und verraten, für welche Aufgaben welches System geeignet ist.

Der Laserscanner

Hinter einem Laserscanner verbirgt sich ein ausgetüfteltes Konzept an Sensoren und Spiegeln sowie Treibern (Lichtprojektoren). Hauptbestandteil eines Laserscanners ist ein Sensor, der sich im Kopf des Scanners befindet und durch sein rötlich leuchtendes Profil schnell identifiziert ist. Ein Laserscanner dient der Erfassung von Objekten, die entweder in einem Raster oder nach Zeilen abgetastet werden. Trifft der Laser der Kopfeinheit auf einen Gegenstand, wird er reflektiert und vom Laserscanner erfasst. Auf diese Weise können sowohl weitreichende Panoramaaufnahmen festgehalten als auch präzise Quellcodes (Barcodes) ausgelesen werden. Der Einsatz als Strichcodescanner ist je nach Modell ebenfalls möglich. Versierte Laserscanner verfügen nicht über einen lenkenden Laser, sondern über einen abbildenden Laser. Dieser erweitert die Datenerfassung um analysierte Eigenschaften der reflektierten Stoffe wie deren Dichte.

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Insbesondere in der Baubranche kommen abbildende Scanner häufig zum Einsatz. Auch Architekten nutzen diese Art der millimetergenauen Ablichtung. Laserscanner, die diese Funktion unterstützen, werden als terrestrische Lesegeräte bezeichnet. Hauptbestandteil eines Laserscanners ist der Scankopf. Hier befindet sich das Herz des Scanners: die Leuchtdiode. Diese sendet per Rotlicht, selten per Infrarotlicht, ihre Strahlen aus – mithilfe zweier orthogonal angebrachter Spiegel. Abweichend von diesem Prinzip können sogenannte Triangulationsscanner bestimmte Punkte des abgetasteten Objekts erkennen, markieren und von diesem aus präzise Vermessungen durchführen.

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Geläufiger ist jedoch der Einsatz eines Spiegelkomplexes. Je nachdem, ob dieser fest montiert oder für eine Rotation gedacht ist, wird von einem Galvanometerantrieb- oder von einem Polygonspiegel-Scanner gesprochen. Diese Technik spielt für die mobile Datenerfassung eine Rolle, wenn zum Beispiel Materialien erfasst und analysiert werden sollen. Eine Alternative hierzu bietet ein dreidimensionaler Laserscanner: Neben der X- und Y-Achse erfasst ein 3D-Scanner auch die Z-Achse, sprich die Tiefe des Objekts. In der Landschaftspflege und in der Baubranche wird diese Scantechnik regelmäßig genutzt.

Eine Frage des Spiegels

Der Spiegelkomplex nimmt bei der Gestaltung eines Laserscanners einen großen Raum ein, da dieser entscheidend für die Einsatzmöglichkeiten des Geräts ist. Derweil wird unter anderem zwischen folgenden Typen unterschieden:

  • Schwenkspiegel
  • Rotierender Polygonspiegel
  • Palmerscanner
  • Glasfaserscanner
  • Prismenscanner

All diese Spiegeltechniken/Scannerarten bergen Vor- und Nachteile. Am geläufigsten sind Laserscanner samt Schwenkspiegel oder rotierendem Polygonspiegel. Schwenkspiegel zeichnen sich durch einen hohen Abtastwinkel (zwischen 0 und 75 Grad) aus und sind für die Verarbeitung von Lichtwellen zwischen einer Rate von 0 und 100 Hz konzipiert. Entgegen der Schwenkspiegel fokussieren Polygonspiegel einen engeren Abtastgrund.

Der Abtastwinkel beträgt bei dieser Klasse gut 30 bis 60 Grad, was die Benutzung einschränkt, jedoch eine schnellere Datenerfassung ermöglicht. Auch die Genauigkeit dieser Systeme übertrifft die der Schwenkspiegel-Systeme.

Weniger geläufig sind Modelle samt Glasfaser- oder Prismenstruktur, die sich zwar durch eine außerordentlich hohe Resistenz vor Erschütterungen etc. auszeichnen, jedoch sehr kostspielig ausfallen und nur in den wenigsten Einsatzszenarien spürbare Vorteile verschaffen.

Barcode Scanner im Handformat

Vorteilhaft für die mobile Datenerfassung sind Barcode Scanner im Handheld-Layout. Anders als bei terrestrischen Systemen samt Lasererkennung sind die Komponenten dieser Vertreter auf engem Raum verbaut; das Erfassungsgerät fällt kompakter aus. Aufgrund der weniger intensiven Treiber (starke Lichtmaschinen benötigen mehr Energie und belasten demzufolge stärker den Akku) beträgt die Abtastreichweite nur 10 bis 50 Zentimeter – hochwertigere Modelle lesen Codes auch aus größeren Entfernungen aus.

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Codes können je nach Modell sowohl im 1D- als auch im 2D-Format ausgelesen werden. Entscheidend für die Genauigkeit des Scanners ist die Lichtintensität beziehungsweise die Lichtresistenz. Achten Sie bei der Auswahl des Scanners auf eine hohe Resistenzrate! So können externe Lichtquellen, angefangen von Deckenbeleuchtungen über Bildschirme bis hin zu Sonnenstrahlen, das Scanergebnis wenig bis gar nicht beeinträchtigen.

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Geschätzt werden Laserscanner in Pistolenform für ihre unempfindliche sowie versiert arbeitende Leseeinheit: Der Barcode Scanner sendet und empfängt lediglich eine Scanzeile, was die Identifizierung eines einzelnen Produktes erleichtert. Andernfalls könnten mit einem Scanvorgang mehrere Codes erfasst werden.

Hinzu kommt, dass sich die Quelle bewegen darf: So, oder so ist die Verifizierung der reflektierten Strahlen innerhalb weniger Millisekunden vollzogen.

Der Imager

Anders als ein Barcode Scanner samt Lasersensor ist ein Imager auf das Ablichten eines Codes ausgerichtet. Der Lesekopf sendet durchgängig Lichtwellen auf einen Bereich und überträgt das gespiegelte „Ergebnis“ auf ein digitales Bildfeld (Array).

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Von dort erfolgt die Decodierung und das gewonnene elektrische Signal wird über ein Datenverarbeitungsprogramm weitergeleitet. Ein Imager zeichnet sich durch einen weiteren Scanbereich aus und ist in der Regel fest installiert. Dies ermöglicht es, einzelne Artikel leichter zu erfassen, da die Datenerfassung nahezu winkelunabhängig geschehen kann.

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Um sowohl die exklusive Weite des Scanbereichs als auch die feste Platzierung zum Ausdruck zu bringen, werden Modelle dieses Typs auch häufig als Area Imager bezeichnet. Sie können als Strichcodescanner und Quellcodescanner genutzt werden, 1D- und 2D-Codes auslesen und überdies verschiedene Formate, beispielsweise den Data Matrix Code oder den Aztec Code nutzen.

Untergruppen und Besonderheiten

Der Area Imager gilt als ein zukunftsweisendes Element der Datenverwertung. Aufgrund der kameraähnlichen Erfassungstechnik kann solch ein „omnidirektionaler Bildwandler“ auch Fotos sowie Grafiken verarbeiten. Dies ersetzt Flachbettscanner und andere Dokumentensysteme und macht den Einsatz in Behörden und Ämtern interessant. Personalausweise, Lichtbilder und Dokumente wie Geburtsurkunden beispielsweise können per Imager schneller digitalisiert werden.

Einen großen Anreiz haben Area Imager in letzter Zeit aufgrund des Booms an Direct Part Marking (DPM) Produkten erhalten.

Bei dieser bildgesteuerten Scanmethode werden Barcode-Informationen nicht temporär, sondern permanent im Systemspeicher hinterlegt. Je nach Offenheit des Quellcodes, Datenverarbeitungsprogramm und Beschaffenheit des Codes (Lasergravur, Nadelmarkierung oder Ink-Jet-Kennzeichnung) können Bestandteile wie zum Beispiel Elemente in der Autoindustrie präzise katalogisiert, an verschiedenen Fertigungsstätten verwendet und die Codes nach der Bearbeitung mit neuen Informationen gespeist werden. Wird etwa eine Tür lackiert oder durch Scharniere erweitert, kann dies im DPM-Verfahren festgehalten werden.

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In Millisekunden, etwa während der Fahrt auf Fließbändern, sind die Daten erfasst – eine genaue Ausrichtung durch Arbeiter wird obsolet. Area Imager leisten demnach einen großen Beitrag auf dem Weg zur Logistik 4.0 im Rahmen der Smart-Warehouse-Revolution.

Charge-Coupled-Deviced-Scanner

Eine abschließende Gruppe an Scansystemen bergen CCDs (Charge-Coupled-Deviced-Scanner). Diese Form ist als ein Cross-Over anzusehen: Der Scankopf nimmt ebenfalls ein Bild auf und wandelt dieses um, visiert jedoch nur eine Zeile an. Diese Schnittstelle zwischen Laserscanner und Imager ist auch für die mobile Datenerfassung konzipiert, kann einen Barcode allerdings nur im 1D-Format verarbeiten.

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Aufgrund des guten Preis-Leistungs-Verhältnisses werden CCDs dennoch gerne genutzt – und gelten aufgrund der sowohl kompakten als auch stabilen Bauweise als besonders langlebige Datenerfassungsgeräte. Ungeachtet dessen kann sich der Einsatz von Scannertaschen und Holstern lohnen: Knautschzonen verleihen dem Strichcodescanner kostbaren Schutz vor Sturzschäden und Clips an Gürtel & Co. ermöglichen das „Ziehen“ aus dem Holster im Lucky-Luke-Style.

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