флексов; во-вторых, основывается на стабильном и качественном выполнении всех технологических процессов.
Доильные роботы - системы автоматизированного доения являются на сегодняшний день самым современным доильным оборудованием. Это полноценный автоматизированный комплекс технологий, позволяющий получать молоко самым гуманным и щадящим для коровы способом.
Применение роботизированных систем обеспечивает постоянное фиксированное выполнение комплекса технологических операций, повторяющихся в строго определённой последовательности. Причём, здесь возникает уникальный синтез взаимодействия средств автоматизации с «механизмом» лактации коров, происходящий по желанию самого животного. Стереотип автоматического доения служит физиологической основой естественного извлечения молока из вымени, чем обеспечивается лёгкое, быстрое, многократное на протяжении суток выдаивание коров.
По сути, робот у большинства производителей представляет собой совокупность различных сенсорных систем идентификации животного (лазерные, оптические, ультразвуковые или комбинированные), центральным звеном которых является механическая рука-манипулятор, способная совершать трёхмерные движения.
Все роботы оснащены лазерным сканером-прицелом, контрольными и сенсорными приборами для обнаружения сосков. В компьютерные программы, которыми обязательно комплектуется доильный робот, заложена система идентификации животных. В её памяти хранится «фотография» каждого вымени и, определив по идентификационному номеру, какое именно животное пришло доиться, робот загружает координаты его параметров и начинает процесс.
Существует несколько вариантов названия доильных роботов:
-
Роботизированное доильное оборудование (старый термин).
-
Автоматизированные доильные системы (современный термин).
-
Добровольные доильные системы (термин, применяемый в Великобритании).
С момента появления на рынке в начале 90-х годов эти установки явно стали надёжнее и довольно широко распространились.
На первом месте среди стран, отдающих предпочтение этой технологии, находится Дания, на втором – Франция, на третьем – Голландия.
До 2020 года не менее 50 % ферм во всем мире будут использовать доильных роботов. Но фермы будут другими, и количество их будет меньшим. Европейские фермеры выкупают друг у друга квоты, увеличивая производство, а количество ферм с каждым годом уменьшается.
Роботизированные системы на молочных фермах выполняют все
технологические операции по доению и кормлению животных, в том числе и установку доильных стаканов на вымя коров без участия и даже присутствие оператора. Для автоматического «отыскивания» сосков и подключения аппарата используются различные сенсорные элементы, прецизионные датчики, лазерная техника, фотореле, ультразвук.
Замена человека роботом позволяет интегрировать все приёмы и операции технологической цепи «кормление дойным стадом» в зооветеринарный контроль совокупность, физиологически обоснованную для коров и практически исключающую затраты труда оператора.
Значительная трудоёмкость процесса доения, неуклонно повышающиеся требования к качеству молока и высокая оплата труда наёмных работников в большинстве развитых стран стимулировали инвестирование в изучение и производство высокотехнологичного и наукоёмкого оборудования для молочных ферм. Работы, связанные с изучением и внедрением полной автоматизации процесса доения начаты ещё в 50-х годах 20 века. В 70-90 гг. целый ряд институтов Европы работал над задачей определения правильного положения сосков, разрабатывая устройство для автоматического надевания доильных стаканов. Научные разработки доильных роботов начали практически одновременно такие известные производители доильного оборудования, как LelyIndustries N. V. (Нидерланды), GascoigneMelott, которая позже вошла в состав компании Bou-Matic (США), Insentec (Нидерланды) и др. Первый экспериментальный образец автоматизированного доильного устройства был представлен в 1984 г., коммерческий – в 1992 г. в Нидерландах. Однако разработка принципиальной концепции доильных роботов осложнялась, прежде всего, тем, что в отличие от роботов промышленных, имеющих дело с неодушевленными объектами, они должны были взаимодействовать с живыми организмами, которым присуща вариабельность. Это стало возможным только после создания достаточно чувствительных сенсоров, анализаторов и соответствующего программного обеспечения для компьютера – интегральной части автоматической доильной системы. Помимо собственно доения, роботы должны были взять на себя ещё целый ряд операций, выполняемых ранее операторами и работниками различных лабораторий.
Первой компанией, начавшей промышленное производство доильных роботов, была голландская компания Lely. Сейчас их производят по лицензии Lely фирмы Fullwood и Bou-Matic. С тех пор распространение добровольных автоматических систем доения, особенно в Европе, набирало обороты, и в производство такой «чудо-техники» включилось ещё свыше десятка различных ведущих поставщиков доильного оборудования: DeLaval (Швеция), GEA Farm Technologies (Германия), SAC (Дания), Insentec – Galaxy Starline (Нидерланды), BouMatic
(США), Fullwood (Великобритания) и др.
Фирма Lely и сейчас остается мировым лидером по производству доильных роботов. В самой Голландии каждая четвёртая доильная установка, покупаемая фермерами, – автоматическая.
Роботы, как правило, конструктивно схожи и состоят из следующих составных частей: станочного оборудования с воротами и станцией кормления (бокса), руки-манипулятора с системой определения положения сосков, доильных аппаратов, систем управления доением и регистрации качества молока, системы менеджмента стада. Неотъемлемой частью робота можно считать также молокоохладитель, так как холодильное оборудование, применяемое в доильных залах, не подходит для использования на роботизированных фермах. К молокоохладителю может быть подключено до 8 роботов.
Производители непрерывно совершенствуют схему постановки доильного аппарата на вымя, повышают эксплуатационную надёжность и стремятся снизить стоимость доильных роботов. В этом направлении достаточно хорошо разработана релятивная схема нахождения сосков, для того чтобы присоединить к ним доильные стаканы.
Согласно этой технологии с помощью специальной камеры осуществляется одновременная регистрация вымени, определение местонахождения сосков и позиций стаканов. Ситуация находится под контролем камеры вплоть до постановки доильного аппарата на вымя. Эта универсальная система может распознавать вымя различной формы находить соски даже у самых беспокойных животных. Кроме того, эта технология подразумевает абсолютно автоматизированное определение координат вымени при поступлении нового животного на первое доение. Немногие роботы могут похвастаться такой опцией – как правило, в этом случае требуется участие человека.
Во всех доильных роботах применяется двойная система локализации сосков: приближенная и точная. Главную роль в них выполняют компьютерные системы, в которых данные о геометрическом расположении сосков сохраняются и после каждой дойки анализируются. Применяются различные устройства для локализации: лазерные измерители, механические измерители положения, цифровые камеры, а также оптические и ультразвуковые устройства. В доильных роботах применяются два способа надевания доильных стаканов. В первом, применяемом, например, в роботах Astronaut (Lely), манипулятор передвигается под вымя. Тогда расстояние от манипулятора до сосков уменьшается. Другое решение, применяемое, например, в VMS фирмы ДеЛаваль, манипулятор надевает доильные стаканы, каждый раз забирая их по одному из камеры для промывки, находящейся на расстоянии около 1 метра. Результаты измерений показывают, что при первом способе надевание доильных стаканов происходит в два раза быстрее,
