SE515127C2 - Anordning och förfarande för övervakning av spenkoppsapplicering - Google Patents

Description

25 30 515 127 2 Ytterligare utföiingsfoimer av uppfinningen har särdragen som nämns i de osjälv- ständiga kraven.

Sammanfattning av uppfinningen Den föreliggande uppfinningen avser en övervakningsanordning för spenkoppsap- pliceiing för användning i en mjölkningsmaskin i vilken spenkoppar sekventiellt ap- pliceras vid spenar och i vilken appliceringssekvensen bestäms av ett styrorgan var- vid spenkoppama förses med en arbetsfluid från en gemensam källa vilken innefat- tar organ för mätning av trycket hos arbetsfluiden och jämförelseorgan för jämförel- se av trycket hos arbetsfluiden och/eller förändringshastigheten för trycket hos ar- betsfluiden med ett börvärde för trycket hos arbetsfluiden och/eller förändringshas- tigheten för trycket hos arbetsfluiden. På detta sätt är det möjligt att bestämma huru- vida anordningen fungerar enligt ett önskvärt arbetssätt för hur den bör fungera.

I enlighet med en utföringsform av den föreliggande uppfinningen föreslås en över- vakningsanordning för spenkoppsapplicering, varvid styrorganet fastställer ett tids- fönster för appliceringen av varje respektive spenkopp och jämförelseorganet jämför det uppmätta trycket hos arbetsfluiden och/eller förändringshastigheten för arbets- fluiden med ett börvärde för trycket hos arbetsfluiden och/eller förändringshastig- heten för trycket hos arbetsfluiden under tidsfönstren. På detta sätt kan det detekte- ras om en spenkopp inte har applicerats riktigt och den respektive spenkoppen kan identifieras.

I enlighet med en utföringsfonn av den föreliggande uppfinningen föreslås en över- vakningsanordning för spenkoppsappliceiing i vilken arbetsfluiden är ett undertryck i förbindelse med ett spenutryinme i varje spenkopp. Det är därför möjligt att an- vända denna anordning med befintliga spenkoppar, vilka använder sig av undertryck i spenutrymmet. 10 15 20 25 III III I 0 VI Ifi I UU Û Ü . -a a. u a .. - a. - u n .- a v. u. . . a; = - fl l 0 ° III lit I C III OIDI I I Il 0 i I O I I I I I I I I 0 I ,. . . s s u n . . - . - . . . « .- I enlighet med en utföringsfonn av den föreliggande uppfinningen föreslås en över- vakningsanorrlriing för speïkoppvpplicering, vai-'vid arbetsfluiden är komprimerad luft eller vätska i förbindelse med en pulseringskammare i varje spenkopp. Det är därför möjligt att använda denna anordning med befintliga spenkoppar vilka använ- der sig av komprimerad luft eller vätska i pulseringskammaren.

I enlighet med en utföringsform av den föreliggande uppfinningen föreslås en över- vakningsanordning för spenkoppsapplicering i vilken organ för mätning av trycket hos arbetsfluiden irmefattande en enstaka trycksensor tillhandahålls på en gemensam arbetsfluidlinje kopplad mellan spenkoppama och arbetsfluidkällan. På detta sätt kan anordningen konstrueras ekonomiskt eftersom en trycksensor kan användas för att övervaka åtskilliga spenkoppar.

I enlighet med en utföringsfonn av den föreliggande uppfinningen föreslås ett förfa- rande för övervakning av spenkoppsapplicering i en mjölkningsmaskin, vilket inne- fattar stegen: tillhandahållande av en enstaka trycksensor i en gemensam arbetsfluidlinje kopplad mellan spenkoppar och en arbetsfluidkälla; tillhandahållande av en serie sekventiella tidsfönster (twl-tw4) under vilka en re- spektive spenkopp skall appliceras vid en spene; i övervakning av trycket i den gemensamma arbetsfluidlinjen under varje tidsfönster; jämförelse av det övervakade trycket för varje tidsfönster med ett börvärde för trycket för varje tidsfönster; bestämning av att respektive spenkopp är felaktigt applicerad om det övervakade trycket under respektive tidsfönster skiljer sig från börvärdet för trycket för det re- spektive tidsfönstret. Användning av detta förfarande leder till att anordningen kan konstrueras ekonomiskt eftersom en trycksensor kan användas för att övervaka åt- skilliga spenkoppar. 10 15 20 25 30 :nu n.. n u av ao o av 0 1 n u. nn o n n; o an u o nu .n s en oo n . a; z e e ~ I I nu: av' u c nu un; o a un n u s n n n a u o u o o I I - . a c o oo .o | - n ~ e - . o - no 4 Enligt en utföringsform av den föreliggande uppfinningen presenteras ett förfarande för övervakning av spenkopprppliccrin" i en rnjölkningsmaskm, vilket irmefattar stegen: tillhandahållande av en enstaka trycksensor i en gemensam arbetsfluidlinje kopplad mellan spenkoppar och en arbetsfluidkälla; tillhandahållande av en serie sekventiella tidsfönster under vilka en respektive spen- kopp skall appliceras vid en spene; applicering av respektive spenkopp till en spene under respektive tidsfönster; övervakning av förändringshastigheten för trycket hos den gemensamma arbetsflu- idlinjen under varje tidsfönster; jämförelse av den övervakade förändringshastigheten för trycket under varje tids- fönster med ett börvärde för förändringshastigheten för trycket under varje tids- fönster; bestämning av att respektive spenkopp är felaktigt applicerad om den övervakade förändringshastigheten för trycket under respektive tidsfönster skiljer sig från bör- värdet för förändringshastigheten för trycket under respektive tidsfönster. Använd- ning av detta förfarande leder till att anordningen kan konstrueras ekonomiskt efter- som en trycksensor kan användas för att övervaka åtskilliga spenkoppar.

I enlighet med en utföringsforrn av den föreliggande uppfinningen presenteras ett förfarande för övervakning av spenkoppsapplicering i en mjölkningsmaskin, vilket innefattar stegen: om en spenkopp fastställs vara felaktigt applicerad tas den bort och applicerings-, övervaknings-, jämförelse- och fastställningsstegen återupprepas. Detta förfarande är ett sätt att automatiskt återanpassa en felaktigt applicerad spenkopp utan att er- fordra något ingripande från operatören.

I sensorsystemet och förfarandet att avkärma enligt uppfinningen förses suglinjen med en vakuumsensor som är gemensam för alla spenkoppama. Mjölkningsmaski- nen har en styranordning, såsom en dator, vilken styr ett appliceringsorgan för spen- koppar såsom en robotarm. Denna arm beordras av datorn att erbjuda djuret en 10 15 20 25 30 nnn nnn n n nv nn n n» u v n n; un nn nn n nn n n nn nu n n. n. a; := f - ~ I I I nnn un n n nn non n n nn n n . . , . n n n n n n n n - n n n n u nn . n n f - n n n ~ n 5 spenkopp åt gången till den avsedda spenen. När varje spenkopp blivit riktigt appli- cerad stoppas luftflödet genom *aarie respektive spenkopp och trycket i suglinjen minskar. Trycket i suglinjen avkärms av vakuumsensorn och det avkända värdet övervakas av styranordningen under appliceringsskedet. Om trycket inte ändras, el- ler en otillräcklig tryckförändiing uppstår, detekteras under tidsintervallet eller tids- fönstret för applicering av en särskild tillåten spenkopp, bestämmer styranordningen att spenkoppen är felaktigt applicerad och beordrar robotarmen att försöka återap- plicera spenkoppen.

I en ytterligare utföringsfonn av uppfinningen uppmäts förändringshastigheten för trycket i en trycklinje som är kopplad till en pulseringskammare i spenkoppen. I detta fall används under mjölkningsskedets appliceringsfas av spenkoppen ett pulse- ringstryck till pulseringskamrama för alla spenkoppar under tiden de appliceras. Om en spenkopp innehåller en spene blir tryckökningen i pulseringskammaren större än om det inte finns någon spene i spenkoppen. Detta eftersom en expansion inåt hos pulseringskammarväggen inledningsvis kommer att motverkas av spenen efter en- dast en kort tid. Motståndet som utövas av spenen får trycket att öka. I nästa skede finns det endast ett litet motstånd mot expansionen inåt som orsakas av den innebo- ende elasticiteten hos kammarväggen till dess kammarväggen helt och hållet fyller centrumet av spenkoppen då trycket ökar snabbt. Det maximala trycket som är möj- ligt i båda skedena är detsamma. Genom att övervaka hastighetsförändringen för tryckökningen under tidsfönstret för applicering för varje spenkopp är det möjligt att fastställa om spenkoppen har applicerats riktigt.

Kort beskrivning av ritningarna Uppfinningen kommer nu att beskrivas mer i detalj med hänvisning till de därtill hö- rande figurerna, i vilka: fig. 1 schematiskt visar en första utföringsforrn av en mjölknjngsmaskin i enlighet med den föreliggande uppfinningen; 10 15 20 25 30 515 127 6 fig. 2a-2c visar ett exempel på en graf som visar tryck mot tid som avkänns av en sensor enligt den fö- sta uufiringsfonnen av den föreliggande uppfinningen; fig. 3 visar schematiskt en andra utföringsform av en mjölkningsmaskin i enlighet med den föreliggande uppfinningen; fig. 4 visar ett exempel på en graf som visar tryck mot tid som avkänns av en sensor enligt den första utföringsformen av den föreliggande uppfinningen.

Detaljerad beskrivning av utföringsformerna Fig. 1 visar ett schematiskt arrangemang av en mjölkningsmaskin 1 för automatisk mjölkning av ett mjölkproducerande djur såsom en ko, get, buffel eller liknande. En robotarm 3 styrs av styrorgan, exempelvis en dator 5, förflyttar ett mjölkningshuvud 7 innefattande fyra spenkoppar 9'-9"" under djurets juver ll. Spenkoppama applice- ras en efter en vid spenarna l3'-l3"" av robotarmen 3. Appliceringssekvensen fast- ställs och styrs av styrorganet, företrädesvis en dator 5, vilken tillhandahåller ett tidsfönster twl-tw4 för applicering av varje spenkopp 9'-9"". Varje spenkopp 9'-9"" har ett respektive spenutrymme 15'-l5"" och en pulseringskammare 35'-35"" vilka är kopplade till en arbetsfluidtillförsel. I detta exempel är arbetsfluiden luft med un- dertryck for Spenkoppama och komprimerad luft för pulseringskarnrarna. För att förenkla illustrationema visas i denna figur endast fastpunkter för tillförsellinjerna för komprimerad luft till pulseringskamrama, och lufttillförsellinjerna är utelänma- de. Varje spenkopp 9'-9'"' är förbunden genom en respektive spenkoppsundertrycks- linje, vanligen kallad en vakuumlinje, 17'-l7"" med en gemensam vakuumlinje 19 vilken är kopplad till sugtillförselorgan såsom en s.k. vakuumtank 21 och vakuum- pump 23. En trycksensor 25 år förbunden med, och avkärmer trycket i den gemen- samma vakuumlinjen 19. Det avkända trycket överförs till datorn 5. När inga spen- koppar 9'-9"" är applicerade till några spenar är trycket som avkärms av trycksensom 25 relativt högt eftersom den gemensamma vakumnlinjen 19 är väsentligen öppen för omgivande luft som sugs in i alla fyra spenkoppar 9'-9"". När varje spenkopp 9'- 9"" appliceras vid en respektive spene l3'-l3"" uppstår ett tydligt tryckfall i den ge- 10 15 20 25 30 515 127 7 mensamma vakuurnlinjen 19 under de respektive tidsfönstren twl-tw4 när varje spenkopp 9'-9"" i sin tur blockeras en respektive spene 13'-l3"". Tryckeri den gemensamma vakuurnlinjen 19 når ett minimivärde när alla fyra spenkoppar 9'-9"" är applicerade vid spenarna l3'-l3"". Datorn 5 övervakar trycket som avkårms av trycksensom 25 under varje tidsfönster. Om ett tydligt tryckfall detekteras och bibe- hålls under ett tidsfönster tw1-tw4 kan datom 5 avgöra att den respektive spenkop- pen 9'-9"" som applicerats under tidsfönstret twl-tw4 blivit riktigt applicerad. Om så inte är fallet, eller en otydlig tryckförändring detekteras, kan datom 5 avgöra att den respektive spenkoppen 9'-9"" inte blivit riktigt applicerad och kan beordra robotar- men 3 att göra ett nytt försök att applicera den respektive spenkoppen 9'-9'"'.

Fig. 2a) visar en tryckkurva som avkärms i den gemensamma vakuurnlinjen mot tid.

En riktig applicering av fyra spenkoppar 9'-9'“' visas i fig. 2b) med en liknande kurva i vilken den tredje spenkoppen 9"' appliceras felaktigt i det första försöket i tids- fönster tw3 men därefter appliceras riktigt i tidsfönster tw3'.

I en förbättrad utföringsfonn av uppfinningen övervakas förändringshastigheten för trycket i den gemensamma vakuurnlinjen 19. När en spenkopp 9'-9"" appliceras vid en spene uppstår minskningen i tryck gradvis när flera av spenarna l3'-l3"' införs i sina respektive spenkoppar 9'-9"". Om någon av spenkopparna 9'-9"" placeras felak- tigt med dess öppna ände mot djurets juver, eller mot en omgivande yta, kan denna komma att appliceras vid juvret eller vid ytan på grund av suget som orsakas av va- kuumet i spenkoppen. Denna applicering kommer att uppstå plötsligt och orsakar ett ovanligt snabbt tryckfall i den gemensamma vakuumlinjen 19. Om detta detekteras kan datom 5 beordra robotarmen 3 att göra ett nytt försök att applicera den respekti- ve spenkoppen 9'-9"". Detta visas i tidsintervallet tw2 i fig. 2c), där spenkoppen först appliceras felaktigt, frigörs och sedan appliceras riktigt i tidsinterval1ettw2'. l en ytterligare utföringsforrn av uppfinningen som visas i fig. 3, har en mjölknings- anordning styrorgan 26 för styrning av robotarmen 27. En arbetsfluid såsom kom- primerad luft tillförs från en pump 28 till en källa 29 av komprimerad luft. En ge- 10 15 20 25 30 515 127 8 mensam trycklinje 30 förbinder reservoaren 29, via en ventil 31, med egna tillför- sellinjer 32'-32"" för komprimerad luft, vilka var och en leder till en respektive pul- seringskammare 35'-35"" i en respektive spenkopp 9'-9"". Hastighetsförändringen för det avkända trycket i den gemensamma tiycklinjen 30 uppmäts av en tiycksensor 34. För att förenkla illustrationen visas i figuren endast schematiska fästpunkter för vakuurntillförsellinj erna för spenkamrama, och vakuumtillförsellinj erna är uteläm- nade.

I denna utföringsforrn under appliceringsfasen för spenkoppar i en mjölkningspro- cedur styrs ventilen 31 så att ett pulserande tryck läggs på pulseringskamrarna 35'- 35"" för alla spenkoppar 9'-9"" när de appliceras. Detta pulserande tryck orsakar ex- pansion och komprimering av de flexibla pulseringskamrnarväggania 36'-36"". Om en spenkopp 9'-9"" innehåller en spene kommer förändringshastigheten för tryckök- ningen som uppmäts av trycksensom 34 att vara större än om det inte finns någon spene i spenkoppen 9'-9"". Detta beroende på att de expanderande pulseringskam- marväggama 36'-36"" snabbt kommer i kontakt med den omgivna spenen 37'-37"" och därför kommer expansionen inåt av pulseringskarnmarväggen 36'-3 6"" att mot- verkas av spenen 37'-3 7"" efter endast en kort tid. Expansionsmotståndet som orsa- kats av spenen har till följd att trycket ökar stadigt eftersom en spene är mindre komprimerbar än luft. Detta visas av kurvan i fig. 4 vilken visar tryckvariation mot tid när de fyra spenkoppama 9'-9"" appliceras en efter en. I tidsfönstret tal applice- ras den första spenkoppen. Tryckförändringshastigheten dpl/dtl har en tydlig form vilken kan detekteras av styrorganet 45. I tidsfönstret ta2 appliceras den andra spen- koppen. Tryckförändringshastigheten dpz/dtz har en brantare tydlig lutning vilken kan detekteras av styrorganet 45 och så vidare för tidsfönstren ta3, ta4.

I fallet då det inte finns några spenar 37'-37"" i någon av spenkoppama 9'-9"" finns det endast ett svagt motstånd mot expansionen inåt som orsakas av den inne- boende elasticiteten hos pulseringskamrnarväggarna 36'-36"" till dess pulserings- kamrnarväggarna 36'-3 6"" helt och hållet fyller spenkoppama 9'-9"" då trycket ökar snabbt. Detta visas i kurvan för tidsfönstret taO i fig. 4 där ett exempel på en 10 15 20 25 515 127 9 möjlig tryckökning utan en spene i spenkoppen visas av den heldragna linjen och ett nvnmnøl ngn m" vzxvnanrv; -V3 lig tryckökning med en spene i spenkoppen visas av en streckad linje.

På liknande sätt beror minskningen i tryck på närvaron eller frånvaron av spenar i pulseringskamrama.

Genom övervakning av den faktiska tryckökningen under ett tidsfönster för applice- ring, tal-ta4 för respektive spenkopp 9'-9"" och jämförelse av det faktiska värdet med ett känt eller beräknat börvärde är det möjligt att fastställa om spenkoppen 9'- 9"" har applicerats riktigt.

Fastän denna utfóringsforrn har illustrerats under användande av en komprimerad luftkälla för att tillföra komprimerad luft som arbetsfluid kommer det att vara up- penbart för fackrnarmen att arbetsfluiden skulle kunna vara luft vid undertryck från en vakuumkälla, där det önskade pulseringstrycket alstras genom att låta luft vid at- mosfarstryck komma in i pulseringskarnrarna samtidigt som vakuum ansluts till spenutryrmnet.

Det är också möjligt att i en ytterligare utföringsform mäta tiden det tar för trycket att öka från dess låga värde till dess högsta värde för att fastställa om en spene är riktigt applicerad, som visas i fig. 4, där tiden det tar för att nå toppvärdet i tryck är omvänt proportionell mot antalet applicerade spenar. Således kan tiden det tar att nå toppvärdet i tryck jämföras med förutbestämda tider. Dessa förutbestämda tider be- ror på hur många spenkoppar som appliceras.

Fastän uppfinningen har illustrerats genom användande av luft som arbetsfluid är det naturligtvis tänkbart att använda ett hydrauliskt system i stället.

Claims (1)

10 15 20 25 30 5.15 127 3 i' 10 Patentkrav

1. 'Övervakningsanordning för spenkoppsapplícering för användning i en mjölkningsmaskin i vilken spenkoppar (9'-9"") appliceras i en sekvens vid spenar varvid appliceringssekvensen bestäms av ett styrorgan (5, 26) varvid spenkoppama (9'-9"") förses med en arbetsfluid fiån en gemensam källa, innefattande organ för mätning av trycket hos' arbetsfluiden och jämförelseorgan för jämförelse av trycket hos arbetsfluiden och/eller förändringshastigheten för trycket hos arbetsfluiden med ett börvärde för trycket hos arbetsfluiden och/eller förändringshastigheten för trycket hos arbetsfluiden kännetecknad av att styrorganet fastställer ett tidsfönster (tw1-tw4; tal-tm) för appliceringen av varje respektive spenkopp (9'-9"") och jämförelseorganet jämför det uppmätta trycket hos arbetsfluiden och/eller förändringshastigheten för trycket hos arbetsfluiden med ett börvärde för mycket hos arbetsfluiden och/eller förändringshastigheten för trycket hos arbetsfluiden under tidsfönstren (tw1-tw4; ta1-ta4). . Övervakningsanordning för spenkoppsapplícering enligt krav 1, kännetecknad av att arbetsfluiden är ett undertryck i förbindelse med ett spenutrymme (15'-l5'"') i varje spenkopp (9'-9""). . Övervakningsanordning för spenkoppsapplícering enligt krav 1 eller 2, kännetecknad av att arbetsfluiden är komprimerad luft eller vätska i förbindelse med en pulseringskammare (33'-33"") i varje spenkopp (9'-9""). . Övervakningsanordning för spenkoppsapplícering enligt något av de föregående kraven, kännetecknad av att organet för mätning av arbetsfluidens tryck (25; 34) innefattar en 10 15 20 25 30 51,5 127 11 enstaka trycksensor (25, 34) som är anordnad på en gemensam an\ arbetsfluidförsörjningslinje ( 19; su) som kopplad mellan spenkoppama (9'-9"") och en arbetsfluidkälla (21, 23; 28, 29). . Förfarande för övervakning av spenkoppsapplicering i en mjölkningsmaskirr, kännetecknat av stegen: tillhandahållande av en enstaka trycksensor i en gemensam arbetsfluidlinje (l9; 30) som är kopplad mellan spenkoppar (9'-9'"') och en arbetsfluidkälla (21, 23; 28, 29); tillhandahållande av en serie sekventiella tidsfönster (tw1-tw4) under vilka en respektive spenkopp (9'-9"") skall appliceras vid en spene; övervakning av trycket i den gemensamma arbetsfluidlinjen (l9; 30) under varje tidsfónster (tw1-tw4); jämförelse av det övervakade trycket för varje tidsfönster (tw1-tw4) med ett börvärde för tryck i varje tidstönster (tw1-tw4); och fastställande av att den respektive spenkoppen (9'-9"") är felaktigt applicerad om det övervakade trycket under det respektive tidsiönstret är skilt från börvärdet för trycket för det respektive tidsfönstret. _ Förfarande för övervakning av spenkoppsapplicering i en mjölkningsmaskirr, kännetecknat av stegen: tillhandahållande av en enstaka trycksensor i en gemensam arbetsfluidlirrje (l9; 30) som är kopplad mellan spenkoppar (9'-9"") och en arbetsfluidkälla (21, 23; 28, 29); tillhandahållande av en serie sekventiella tidsfönster(tw1-tvv4: tal-tar) under vilka en respektive spenkopp (9'-9"") skall appliceras vid en spene; applicering av respektive spenkopp (9'-9"") vid en spene under den respektive tidsfönster (tw1-tw4: ta1-ta4); övervakning av hastighetsförändringen för trycket i den gemensamma arbetsfluidlinjen (l9; 30) under varje tidsfönster (tw1-tw4); jämförelse av den övervakade hastighetsförändringen for trycket i varje 10 15 20 5.15 127 12 tidsifönster (tax-tar) med ett börvärde för hastighetsförändringen för trycket i varje tidsfönster (ta1-ta4); och fastställande av att spenkoppen (9'-9"") är felakfigt applicerad om den övervakade hastighetsförändríngen för trycket under det respektive tidsfönstret (tal-tm) är skild från börvärdet för hastighetsförändringen för trycket under den respektive tidsfönstret (ta1-ta4). _ Förfarande enligt något av kraven 5 och 6, kännetecknat av steget: om spenkoppen (9'-9"") fastställs vara felaktigt applícerad tas den bort och de respektive applicerings-, övervakníngs-, järnförelse- och fastställandestegen återupprepas. . Automatiserat mjölkningssystem, kännetecknat av att det automatiserade mjölkningssystemet innefattar en övervakníngsanordning enligt vilket som helst av kraven 1-4. . Automatiserat mjölkningssystem, kännetecknat av att det automatiserade mjölkningssystemet innefattar organ för utförande av förfarandet enligt vilket som helst av kraven 5-7.