一种个性化月饼表面图案3d打印装置
阅读说明：本技术 一种个性化月饼表面图案3d打印装置 (Individualized moon cake surface pattern 3D printing device ) 是由 王明伟 万霞 张文超 赵秀君 于 2021-08-13 设计创作，主要内容包括：本发明涉及食品生产技术领域,尤其涉及一种个性化月饼表面图案3D打印装置,包括送料机构、3D打印机、机械手自动抓取机构、输送装置、连续烘烤炉和控制装置。工作时,送料机构向3D打印机的挤出机构输送物料,物料通过打印头挤出,机械手自动抓取机构将未加工月饼放在打印台上,3D打印机进行月饼表面图案的打印,打印完成后,再由机械手自动抓取机构将打印完成的月饼放入输送装置中,输送装置将月饼输送到连续烘烤炉中,完成食物的熟化,控制装置实现个性化图案的打印和机械手自动抓取机构的功能动作,该个性化月饼表面图案3D打印装置可以完成个性化月饼表面图案打印过程中的送料、挤出、打印、运输、烘烤等一系列过程,可以实现自动化打印。(The invention relates to the technical field of food production, in particular to a 3D printing device for personalized moon cake surface patterns. During operation, the feeding mechanism conveys materials to an extrusion mechanism of the 3D printer, the materials are extruded through the printing head, an unprocessed moon cake is placed on a printing table by the mechanical arm automatic grabbing mechanism, the 3D printer prints patterns on the surface of the moon cake, after the patterns are printed, the printed moon cake is placed into the conveying device by the mechanical arm automatic grabbing mechanism, the conveying device conveys the moon cake into the continuous baking oven, curing of food is completed, the control device realizes printing of personalized patterns and functional actions of the mechanical arm automatic grabbing mechanism, the personalized moon cake surface pattern 3D printing device can complete a series of processes such as feeding, extruding, printing, transporting and baking in the personalized moon cake surface pattern printing process, and automatic printing can be achieved.)
技术领域
本发明涉及食品加工
技术领域
，尤其涉及一种个性化月饼表面图案3D打印装置。背景技术
随着互联网“+”的发展，智能化和个性化是越来越多人的需求，食物数字化和定制化是食品3D打印的主要优势之一，具有开发不同食物纹理和食物形状的优势，月饼图案的制作是通过模具成型，图案相对单一，现有的食品3D打印机打印速度慢、自动化程度低，只适合简单食品制作以及家庭使用，如果实现工业化大量生产，需要多台打印机同时工作，会导致企业生产成本增加。单台的食品3D打印机不能实现连续工作，效率低，而且一些食品打印完成之后需要后处理进行加热熟化，在运输过程中费时费力，而且会有被污染的可能。
发明内容
（一）要解决的技术问题
本发明的目的是提供一种个性化月饼表面图案3D打印的装置，解决现在月饼表面图案单一和现有食品3D打印机效率低、自动化程度低、运输和后处理熟化时间长等问题。
（二）技术方案
为了解决上述问题，本发明提供了一种个性化月饼表面图案3D打印装置，包括送料机构、3D打印机、机械手自动抓取机构、输送装置、连续烘烤炉和控制装置，所述送料机构通过输料管与所述3D打印机的进料口连接，用于向所述3D打印机供料；所述3D打印机用于打印月饼表面个性化图案；所述机械手自动抓取机构安装在所述3D打印机的一侧，用于将未加工月饼放置于所述3D打印机的打印台上和将打印好的月饼放置于所述输送装置上；所述月饼输送装置安装在所述3D打印机的打印台下方，用于将打印好的月饼运输到所述连续烘烤炉中；所述连续烘烤炉安装在所述输送装置上方，用于将月饼加热熟化；所述控制装置实现3D打印机个性化图案的打印和抓取装置的功能动作。
其中，所述送料机构包括两个大料筒、曲轴、两个活塞、两个活塞筒以及第一驱动电机，所述第一驱动电机与所述曲轴连接，所述活塞筒上端设有出料口和进料口，所述大料筒出料口与所述活塞筒上端进料口通过输料管连接，所述活塞筒上端的出料口与所述挤出机构进料口通过输料管连接。
其中，两个所述活塞的运动方向始终保持相反，其中一个所述活塞向上运动实现挤出物料时，另一个所述活塞向下运动实现进料，始终保证挤出动作和进料动作的连续，所述活塞筒的进料口和出料口分别设置有单向阀，所述活塞向上运动时出料口单向阀打开，进料口单向阀关闭，所述活塞向下运动时进料口单向阀打开，出料口单向阀关闭。
其中，所述3D打印机包括挤出机构、机架、X轴运动机构、Y轴运动机构、Z轴运动机构，所述Y轴运动机构与Z轴运动机构相连，Z轴运动机构与所述机架连接，所述X轴运动机构安装于所述挤出机构下方。
其中，所述挤出机构包括第二驱动电机、渐变型螺杆、小料筒和打印头，所述第二驱动电机与所述渐变型螺杆连接，所述渐变型螺杆放置于所述小料筒内部，所述打印头与所述小料筒下端相连。
其中，所述X轴运动机构包括X轴驱动电机、X方向打印支架、带传动机构、打印台，所述带传送机构包括同步轮和传送带，所述X方向打印支架和所述带传动机构安装于所述打印台下方，所述X轴驱动电机与所述同步轮连接，所述同步轮通过所述同步带带动所述打印台沿着X方向运动。
其中，Y轴运动机构包括Y轴驱动电机、Y方向滑块、Y方向打印支架、带传动机构，所述Y轴驱动电机与所述同步轮连接，所述同步轮通过所述同步带带动所述Y方向滑块沿着Y方向运动，所述Y方向滑块与所述挤出机构连接，所述Y方向打印支架与所述Y方向滑块连接。
其中，Z轴运动机构包括Z轴驱动电机、丝杠螺母传动机构、Z方向滑块、Z方向打印支架，所述Z轴驱动电机与所述丝杠连接，用于传递Z方向动力，所述丝杠螺母与所述Z方向滑块连接，用于带动所述Z方向滑块上下运动，所述Z方向支架上设有所述Z轴驱动电机。
其中，输送装置包括第三驱动电机、输送带、传动轴、托盘和带传动机构，所述第三驱动电机用于驱动所述带传送机构运行，所述带传动机构用于驱动所述传动轴运动，所述传动轴带动所述输送带运动，所述托盘与所述输送带末端连接，用于盛放熟化后的月饼。
其中，所述连续烘烤炉包括红外线加热管、温控器、壳体，所述红外线加热管安装在所述壳体内部，分布在壳体的上方和下方，实现均匀加热，所述温控器安装在壳体外侧，控制所述连续烘烤炉的温度在190-230℃之间，加热时长可通过控制所述输送带速度进行调节。
（三）有益效果
本发明的上述技术方案具有如下优点：
（1）本发明提供的个性化月饼表面图案3D打印装置，送料机构可实现连续送料，不再受到传统活塞挤出不能连续送料的限制，打印机可持续工作。
（2）挤出机构使用的是渐变型螺杆，前端螺槽深有利于物料进入，后端螺槽浅有利于增大物料与料筒的接触面积，增大剪切力，挤出机构一方面有利于两种不同物料的混合，另一方面有利于物料从打印头挤出。
（3）机械手自动抓取机构利用程序控制来实现取放动作，节约时间，提高效率，减少人工成本。
（4）在进行食品输送过程中可以控制加热温度，并且可通过带速来控制食品烘烤时间。
（5）该个性化月饼表面图案3D打印装置实现进料、打印、抓取、输送、烘烤一系列过程，加工过程不需要人工帮助，实现自动化的生产加工。
附图说明
图1是本发明一种个性化月饼表面图案3D打印装置的整体结构示意图。
图2是本发明一种个性化月饼表面图案3D打印装置的送料机构示意图一。
图3是本发明一种个性化月饼表面图案3D打印装置的送料机构示意图二。
图4是本发明一种个性化月饼表面图案3D打印装置的3D打印机示意图一。
图5是本发明一种个性化月饼表面图案3D打印装置的3D打印机示意图二。
图6是本发明一种个性化月饼表面图案3D打印装置的3D打印机示意图三。
图7是本发明一种个性化月饼表面图案3D打印装置的连续烘烤炉剖面结构示意图。
图中：
1：进料机构：101：活塞；102：活塞筒；103：曲轴；104：大料筒；105：输料管；106：第一驱动电机；107：箱体。
2：3D打印机；21：挤出机构；211：第二驱动电机；212：小料筒；213：渐变型螺杆；214：打印头；215：进料口；22：X轴运动机构；221：X轴驱动电机；222：同步轮； 223：同步带；224：X方向打印支架；225：打印台； 23 ：Y轴运动机构；231：Y轴驱动电机； 232：Y方向滑块；233：Y方向打印支架；24：Z方向运动机构；241：Z轴第一驱动电机；242：Z轴第二驱动电机；243：丝杆；244：螺母；245：Z方向打印支架；246：Z方向滑块；25：机架。
3：机械手自动抓取机构。
4：输送装置；401：输送带；402：传送轴支撑架； 403：传送轴；404：第三驱动电机；405：托盘。
5：连续烘烤炉；501：红外线加热管；502：温控器；503：壳体。
6：控制装置。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1至图7所示，本发明实施例提供的一种个性化月饼表面图案打印装置，包括送料机构1、3D打印机2、机械手自动抓取机构3、输送装置4、连续烘烤炉5和控制装置6，送料机构1通过输料管105与3D打印机2的进料口215连接，用于向3D打印机2供料，3D打印机2用于打印月饼表面个性化图案，机械手自动抓取机构3安装在3D打印机2的一侧，用于将未加工月饼放置于打印台225上和将打印好的月饼放置于输送带401上，输送装置4安装在打印台225的下方，用于将打印完成的月饼运输到连续烘烤炉5中，连续烘烤炉用于将月饼加热熟化，控制装置6用于控制3D打印机2个性化图案的打印和机械手自动抓取机构3的功能动作。
进一步地，如图1至图3所示，送料机构1包括活塞101、活塞筒102、曲轴103、大料筒104、输料管105、第一驱动电机106、箱体107，大料筒104、活塞101、活塞筒102的数量分别为两个，大料筒104设有出料口和进料口，大料筒104的出料口通过输料管105与活塞筒102的进料口连接，活塞筒102的出料口与挤出机构2的进料口215连接，活塞101与曲轴103连接，第一驱动电机106与曲轴103连接，第一驱动电机106带动曲轴103旋转，进而使活塞101上下运动，实现将大料筒104中的物料吸入到活塞筒101中和将活塞筒101中的物料挤出到挤出装置2的小料筒212中。
进一步地，活塞101的数量为两个，两个活塞101的运动方向始终保持相反，其中一个向上挤出时，另一个活塞向下进料，可以始终保证挤出动作和进料动作的连续，活塞筒102的进料口和出料口分别设置有单向阀，活塞101向上运动时出料口单向阀打开，进料口单向阀关闭，活塞101向下运动时进料口单向阀打开，出料口单向阀关闭。
进一步地，送料机构2可实现两种不同物料的送给，可打印两种不同物料混合的食品。
如图5至图6所示，3D打印机2包括挤出机构21、X轴运动机构22、Y轴运动机构23、Z方向运动机构24、机架25，挤出装置21包括第二驱动电机211、小料筒212、渐变型螺杆213、打印头214和进料口215；第二驱动电机211与渐变型螺杆213相连，用于驱动渐变型螺杆旋转实现物料的挤出，小料筒22安装在第二驱动电机211下方，渐变型螺杆213安装于小料筒212内部，打印头214与小料筒212下端连接，进料口215与小料筒212连接。
进一步地，渐变型螺杆213特征在于螺纹槽的深度从进料段到挤出段由深逐渐变浅，前端利于进料，后端物料与小料筒212接触面积大，有利于加强剪切混合，实现不同物料之间的充分混合。
如图4至图6所示，X轴运动机构22包括X轴驱动电机221、同步轮222、同步带223、X方向打印支架224、打印台225，X轴驱动电机221与同步轮222连接，同步轮222通过同步带223带动打印台225沿着X轴方向运动，X方向打印支架224安装在打印台225底部。
如图4至图6所示，Y轴运动机构23包括Y轴驱动电机231、Y方向滑块232、Y方向打印支架233，Y轴驱动电机231与同步轮222连接，同步轮222通过同步带223带动Y方向滑块231沿着Y轴方向运动，Y方向滑块232与挤出机构21连接，Y方向打印支架233与Y方向滑块232连接。
如图4至图6所示，Z轴运动机构24包括Z轴第一驱动电机241、Z轴第二驱动电机242、丝杠243、螺母244、Z方向打印支架245、Z方向滑块246，Z轴第一驱动电机241和Z轴第二驱动电机242与丝杠243连接，丝杠243传递Z方向的动力，螺母244与Z方向滑块246相连，通过螺纹带动Z方向滑块246上下运动，Z方向打印支架245与Z方向滑块246连接。
如图1所示，输送装置4包括输送带401、传动轴支撑架402、传动轴403、第三驱动电机404、托盘405，第三驱动电机404通过带传动机构带动传动轴403旋转，传送轴403带动输送带401运动，托盘405与输送带401末端连接，用于盛放熟化后的月饼。
如图1和图7所示，连续烘烤炉5包括红外线加热管501、温控器502、壳体503，连续烘烤炉5安装在输送带401中部，用于将正在向前输送的食品加热熟化，红外线加热管501安装在壳体503内部，分布在壳体503的上方和下方，实现均匀加热，温控器502安装在壳体503外侧，控制所述连续烘烤炉的温度在190-230℃之间。
进一步地，可以通过调节输送带401的速度来调节食品在连续烘烤炉里加热的时间，实现在运输的同时就可做到食品的加热熟化，节约工作时间，提高效率。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明的描述中，除非另有说明，“若干”的含义是一个或多个；“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
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