IMPIANTI E STRUTTURE
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LE MOTIVAZIONI: • ripetitività delle operazioni di mungitura;
• operazioni da eseguirsi in giorni e orari asociali;
• ambiente ergonomicamente non favorevole;
scarsa reperibilità degli operatori
aleatorietà degli addetti e livello professionale sempre più scadente
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Automazione Integrale
In un sistema robotizzato non è prevista
la presenza dell’uomo
al quale è demandato anche il controllo degli animali
necessità di un sistema in grado di controllare automaticamente, e in continuo, gli animali
Biosensing
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Raccolta Dati(Produzione, Alimentazione, Attività, Conducibilità latte, Temperatura, …)
Analisi e Pianificazione
ElaborazioneDati
Output
Interventi Mirati:InseminazioniAlimentazione
Cure...
Fiolosofia complessiva AMS
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Box Automatizzato
• SINGOLO: Lely+ Merlin , Alfa Laval, Gasoignes Melotte, Insentec
• PLURIMO: Leonardo, Gascoignes Melotte , InsentecREQUISITI:
• ADATTAMENTO DIMENSIONI VACCA
• VINCOLAMENTO ANIMALI
• CONFORT
Difficoltà tecnologiche: medie, risolte
sviluppi tecnologici: semplici miglioramenti
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Tabella 6.1 Caratteristiche dei box dei diversi sistemi commercializzati (2004)
Caratteristica Prolion-AMS Gascoignes
Zenith
Lely-Astronaut Fulwood Merlin
De Laval VMS
Insentec Galaxy
Westfalia Leonardo
Autoalimentatore sì sì sì si sì Adattamento lunghezza box sì no sì
si no
Posizionamento arti posteriori sì no no
no sì
Monitoraggio posizione della bovina no sì no
no sì
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BRACCIO ROBOTIZZATOMANIPOLAZIONE CONTEMPORANEA DEI 4 PRENDICAPEZZOLI – (end effector)
(Prolion - Lely)
Difficoltà tecnologiche: minori
sviluppi tecnologici: maggiore velocità di attacco, minori problemi di gestione dei tubi lunghi del latte
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BRACCIO ROBOTIZZATOPRELIEVO DA UN “MAGAZZINO UTENSILI” ESTERNO E MANIPOLAZIONE SINGOLO PRENDICAPEZZOLO
(LEONARDO, Alfa Laval, Insentec)
Difficoltà tecnologiche: intrinsecamente elevate, ma risolte. sviluppi tecnologici: di pari passo con l’automazione industriale: probabili incrementi nella velocità di azionamento e nella comunicazione con il sistema di controllo centrale
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Attacco in stretta successione Attacco individuale da un da un unico porta prendicapezzoli magazzino utensili esterno
Caratteristiche dei bracci robotizzati degli AMS in commercio
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CaratteristicaProlion-AMSGascoignes
Zenith
Lely-AstronautFulwood Merlin
De LavalVMS
WestfaliaLeonardo
InsentecGalaxy
Coordinate Robot Cilindriche Sferiche Sferiche Cartesiane Sferiche
Tipologia Robot Ad hoc Ad hoc Ad hoc Standard Standard
Sistema di Attaccoend effector
automatizzatoend effector
automatizzato
Magazzino Prendicapezzoli
Magazzino Prendicapezzoli
Magazzino Prendicapezzoli
N° PostazioniMultipostazione
(1-4)Monopostazione
Monopostazione
Multipostazione (1-4)
Multipostazione (1-4)
)
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LOCALIZZAZIONE DEI CAPEZZOLI
Avvicinamento Grossolano: • MEMORIZAZZIONE COORDINATE • SENSORI TATTILI
• Sistemi per la Localizzazione Fine: • DIVERSE MODALITA’ OPERATIVE
Localizzazione Fine • A MATRICE OTTICA
• ULTRASUONI
• LASER
• Laser + telecamera
Difficoltà tecnologiche del sottosistema: elevate, ma oggi superate
sviluppi tecnologici: incrementali
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Tabella 6.3 Caratteristiche dei diversi sistemi sensoristici per l’individuazione della posizione dei capezzoli
Sistema Sensori
Impiegati Funzionamento
Prolion AMS Gascoigne Zenith
Ultrasuoni di cui uno rotante, altri due a triangolazione
Il sensore a ultrasuoni rotante, montato sull’end-effector del robot, si posiziona al centro della mammella definendo la mappa dei 4 capezzoli. L’attacco viene effettuato conoscendo questa mappa e sotto il controllo dei due sensori a triangolazione che seguono eventuali movimenti della mammella
De LavaI VMS Laser + Telecamera
Due emettitori laser, montati su due piani diversi, proiettano due fasci luminosi che, intercettando i capezzoli, consentono alla telecamera di individuarne la posizione. La preventiva memorizzazione delle coordinate dei capezzoli consente di limitare l’area dì indagine.
LelyAstronaut Fulwood Merlin
Scanner Laser + Sensore tattile
Il sensore laser, montato sull’end effector del robot, oscillando individua la posizione dei capezzoli. Un sensore tattile, a contatto dei posteriori della vacca, ne rileva eventuali spostamenti
Westfalia Leonardo**
Ultrasuoni + Matrice ottica
Tre sensori a ultrasuoni posti sul box controllano la posizione dell’animale che è del tutto libero. Grazie alla memorizzazione delle coordinate, e a una verifica effettuata da un ulteriore sensore a ultrasuoni situato sull’end-effector l’attacco viene effettuato sotto il controllo finale di un sensore a matrice ottica posto sopra l’imboccatura della guaina
* I sistemi in oggetto hanno smesso di essere commercializzati
IL LAVAGGIO DEI CAPEZZOLI
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Azienda (nazione): robot di mungitura Sistema di pulizia capezzoli DeLaval (SE): Voluntary Milking System (VMS)
Prendicapezzolo separato: applicazione di acqua calda e vuoto, premungitura contemporanea alla pulizia, asciugatura con aria calda, separazione dell’acqua di lavaggio e dei primi getti di latte.
Insetec (NL): Galaxy Prendicapezzolo separato: simile al precedente, esecuzione della premungitura dopo aver asciugato il capezzolo e separazione dell’acqua di lavaggio e dei primi getti di latte
Lely Industries (NL): Astronaut; Fullwood (UK): Merlin
Dispositivo con due spazzole controrotanti bagnate
Gaiscoigne Melotte (NL): Zenith Predicapezzolo usato per la mungitura: immissione di acqua, applicazione di un’elevata frequenza di pulsazioni, separazione dell’acqua di lavaggio e dei primi getti di latte
Post dipping sempre presente
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Robot di mungitura e qualità del latte
La maggior parte dei robot installati NON HA PORTATO
ad un miglioramento significativo della qualità del latte
E’ necessaria una maggiore conoscenza sulla gestione dei nuovi
sistemi da parte di tecnici e allevatori
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• Tempo di funzionamento: 22-23 h/gg• Durata della singola mungitura: circa
7-8 min (compresi i tempi morti in/out)
• N.° mungiture giornaliere: 150-180 (120-150 nei multipostazione)
• N° medio di mungiture / capo gg: 2,5 – 3
• Latte munto: 1,8-2,5 t/giorno (1,5-2,2 nei multipostazione)
• N° di lavaggi / giorno: 3 – 4
LE PRESTAZIONI
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LE PRESTAZIONINumero di capi dominabili da un sistema monopostazione:
55-65
Numero di capi dominabili da un sistema multipostazione a due postazioni:
• Tandem: 90-100• Speculare: 100-120
•A 4 postazioni tandem•130-140
Prezzo: 125-150 kEuro(monopostazione)
possibilità intrinseca di scendere intorno 80 KEuro
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Per poter inserire in stalla un robot di mungitura sono necessari alcuni
adattamenti che costituiscono il cosiddetto “LAY-OUT”
della stalla automatizzata e che può essere più o meno rigido e vincolante per le
bovine.
Obbligatoria la stabulazione libera su cuccette
Lay-Out di Stalla
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analisi costi mungitura in sala
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0 100 200 300
capi in lattazione [-]
co
sti
[E
uro
/t]
ctl
ctl fissi
ctl variabili
+ 20% costo sala
- 20% costo sala
+ 20% costo sala
- 20% costo sala
costi
costi
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analisi costi mungitura robot
0102030405060708090
1 1,5 2 2,5 3
produzione giornaliera robot [t/giorno]
co
sti
[E
uro
/t]
ctl totalictl fissictl variabili
costi
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produttività delle bovine munte da robot per ottenere 2,5 t/giorno
89
10111213141516
50 60 70 80
numero capi munti giornalmente
pro
du
zio
ne
stan
dar
d s
u
305
gg
(t/
cap
o)
Analisi multicriteriale
• convenienza economica solo per mandrie molto produttive e se comparato con le sale di mungitura con costo di investimento più elevato
• modo differente di lavorare richiesto all’imprenditore o, comunque, al direttore dell’allevamento;
• il minor impiego di manodopera di bassa qualificazione, con conseguente diminuzione dei problemi organizzativi e, non da ultimo, della conflittualità aziendale;
• il prestigio sociale;
• la voglia di innovazione
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Sotto il profilo tecnico: è necessaria una ulteriore semplificazione delle soluzioni sia meccaniche, sia elettroniche al fine di raggiungere:•una maggiore affidabilità del sistema;•un minor costo, o prezzo delle macchine e costi di gestione;•un più facile approccio da parte degli addetti agricoli
Sotto il profilo sociale: occorre preparare una nuova generazione di imprenditori e/o tecnici in grado di gestire le nuove tecnologie dell’automazione. In tutti casi, l’introduzione di queste consentirà di ridurre il gap tecnico-culturale del mondo agricolo rispetto agli altri settori.
Conclusioni