No module Published on Offcanvas position

Гибкая автоматизированная система переработки скота

Гибкая автоматизированная система переработки скота (ГАСПС) может существенно повлиять как на все технологиче­ские процессы мясной технологии, в том числе и на систему реа­лизации в оптовой и розничной торговле и на предприятиях об­щественного питания, так и на выращивание сельскохозяйствен­ных животных.

В основу создания ГАСПС положено определение законо­мерностей строения тела животного, независимо от породы, пола, условий откорма и т. д., и на этой базе определение доми­нирующих внешних и внутренних контрольных точек или линей­ных размеров животного, широкое применение ЭВМ и робото­техники, использование существующих средств механизации и автоматизации первичной переработки скота, которая на мясо­перерабатывающих предприятиях является одной из трудоемких операций.

Одной из ключевых составных частей комплекса исследова­ний, направленных на решение задачи автоматизации работы процесса переработки скота, является построение математиче­ской модели животного.

Для выполнения автоматическим способом различных техно­логических операций, таких, как оглушение, убой, снятие шкуры, нутровка, разделка и других, требуется достаточно точная ин­формация о геометрическом расположении различных органов животного и определение ключевых точек.

Такую информацию практически невозможно получить с по­мощью геометрических обмеров каждого животного в предубойной стадии, так как, с одной стороны, это требует создания сложнейших измерительных комплексов и значительных времен­ных затрат на фактический обмер, а, с другой стороны, такие геометрические обмеры будут являться лишь поверхностными и не дадут информации о расположении внутренних ключевых то­чек и внутренних органов животного.

В связи с этим предлагается следующая методика выведения инструмента в нужную точку на основании созданной абстракт­ной математической модели топологии животного.

  1. Получение резко ограниченного набора параметров о кон­кретном животном, включающего в себя несколько (2—5) гео­метрических параметров, возраст, массу, тип животного и др.
  2. Введение этих параметров по возможности автоматиче­ским способом в управляющую ЭВМ.
  3. Обработка этих параметров машинной программой, реали­зующей абстрактную математическую модель животных, и полу­чение математической модели конкретного животного.
  4. На основании полученной математической модели опреде­ление требуемых для проведения технологических операций ко­ординат расположения различных ключевых точек, линий и ор­ганов животного с некоторой точностью.
  5. Использование различных работотехнических систем, вы­ведения инструмента в полученную точку с визуальным или ди­намометрическим (телеметрическим) контролем правильности.
  6. В случае необходимости корректировка расположения ин­струмента полуавтоматическим способом и автоматическая ре­гистрация новых координат соответствующей точки.
  7. Передача полученной, уточняющей информации управляю­щей ЭВМ и проведение ек) соответствующего уточнения матема­тической модели.

Такая двухэтапная методика автоматизации процессов уп­равления является единственно приемлемой, так как не пред­ставляется возможным (по крайней мере, на данном этапе) по­лучение абсолютно достоверной (с точностью не более 1 см) мо­дели животногр. Вместе с тем программа, реализующая абст­рактную математическую модель, являясь самообучающейся, бу­дет в процессе работы все точнее рассчитывать вывод инстру­ментов в требуемые точки.

До настоящего времени в СССР не проводилось работ по математическрму описанию животных, являющихся сырьевой ба­зой для мясной промышленности. Математическая мо­дель может не учитывать процессы, связанные с функциониро­ванием животного как живого существа, а сводится в основном к описанию животного как топологического объекта.

На схемах (см. форзац) показаны в обобщенном виде опера­ции и группы операций гибкой автоматизированной системы пе­реработки скота. Схема описывает взаимодействие между систе­мой опознавания животных, ЭВМ с банком данных и микропро­цессорами, управляющими рабочими органами. Система явля­ется самосовершенствующейся. Робототехника представляется разнородной: от простых перемещений в плоскостях (жесткий кондуктор) до сложных криволинейных движений (разреза­ние, съемка шкур и др.). Рассмотрим схему по этапам.

Подгон животных к убойной бухте. Эта операция может про­изводиться путем перемещения в загоне с заданной скоростью рабочего органа в виде планки, что приводит к вытеснению по одному животному в сужающийся канал. Животное на некото­рое время (порядка 10—20 с) попадает в шлюз опознания. Ха­рактеристические параметры животного измеряются бесконтакт­но на основе существующих систем опознания объектов (акусти­ческих, лазерных, локационных). Полученные сведения' переда- , ются в ЭВМ, с помощью которой происходит опознание живот­ного, т. е. выдача полной информации на микропроцессоры для последующих этапов производства.

На следующем этапе осуществляется жесткая фиксация жи­вотного в кондукторе, обеспечивающая возможность закрепле­ния животного вне зависимости от его массы и линейных разме­ров. Конструкция кондуктора должна быть жесткой, но позво­ляющей осуществлять допуск рабочих органов к соответствующим часям туши  для обработки. Для крупного рогатого скота одновременно с фиксацией животного производится и его обездвиживание с помощью электрического тока. 

Голову и конечности удаляют роботы, имеющие рабочий орган в виде пневмо- или гидроножниц. Отделенные суставд пе­редаются на дальнейшую обработку. Головы должны быть пересажены на кольцевой синхронный конвейер для ветеринарно­санитарного осмотра.         

Забеловка осуществляется колеблющимися зубчатыми ножа­ми. Несколько одновременно работающих ножей устанавливают на манипуляторах робота, который управляет аналогично робо­ту для разреза по белой линии. Захваты разводят забелованную шкуру, частично отрывая ее от поверхности. Аналогов по­добным машинам нет. При забеловке не исключается частичное применение ручного труда.

Съемку шкуры целесообразно производить натяжением в наиболее коротком направлении — от живота к спине. Забело- ванные участки шкуры фиксируются на валики (жесткие или гибкие), после чего отсоединяются фиксаторы забеловочпого стенда. Валики приводятся во вращение и поступательное дви­жение от живота к спине. После съемки валики останавливают­ся, туша освобождает позицию, валики приводятся в обратное вращение, шкура освобождается и попадает на конвейер, по ко­торому идет на обработку. При съемке шкур возможно примене­ние электростнмуляпии.

Удаление внутренних органов планируется пока вручную на профилированную подложку, которая является и транспорти­рующей емкостью. Эта операция совмещается с ветеринарно-са­нитарным осмотром.

Разделка туш производится безопилочным способом — повкой. Направление разруба и виды отрубов определяются дальнейшей переработкой. Схема разделки и границы разруба связываются с геометрическими размерами и технологическими характеристиками туши. Ножи управляются от центральной ЭВМ и подстраиваются микроЭВЭД, Грубая настройка системы ножей производится на партию и вид скота, подстройка — по геометрическим характеристикам определенной туши.

Разруб осуществляется в горизонтальном положении при введении во внутреннюю полость туши противоножей и упоров, чтб обеспечит чистый срез.

В настоящее время в цехах убоя скота и разделки туш заня­то около 38 600 рабочих. Уровень ручного труда (по применяе­мой методике "расчета")"в среднем по отрасли составляет 76,9%.

Внедрение ГАСПС,по предварительным подсчетам, позволит высвободить от отрасли 20—24 тыс. рабочих, занятых на ручных операциях, с фондом заработной платы 40—50 млн. руб.

Учитывая специфику размещения, а также мощность пред­приятий мясной промышленности, реальное внедрение будет в 1,5—2,5 раза меньше. Исходя из этих соображений, можно при­нять производительность линий; по крупному рогатому скоту — 400 голов в смену, по свиньям —.800 голов в смену. Выбранная производительность линий не является окончательной и подле­жит корректировке. Такие линии могут быть установлены на предприятиях мощностью от 50 т в смену и выше.