包馅机器人制造技术

本实用新型专利技术公开了一种加工带馅食品的工业机器人－包馅机器人。它由控制系统、捡测系统、驱动系统和执行机构所组成。其执行机构的一次成型部分，由馅料输送机构、面料输送机构和成型机构所构成；其二次成型部分，由二次成型模具和输出机构所构成；其摆盘部分，由驱动摆盘做横向和纵向有序间歇运动所构成。馅料输送机构是具有压拨头的叶片柱塞泵。面料输送机构是变种螺杆泵。成型机是由做变螺旋运动的托盘、机械手、成型辊所构成。该机器人能保质保量全自动地完成各种馅、皮、各种规格的带馅食品加工全部任务，包括带馅食品的一次成型，在一次成型基础上继续完成带馅食品的二次成型，最后把加工好的带馅食品整齐均匀地摆在摆盘中。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
包馅机器人所属
本技术涉及加工各种带馅食品的工业机器人，特别是适用于食品厂加工各种带馅食品的工业机器人。
技术介绍
由带馅食品成型工艺，过去加工带馅食品的机械有三种。一种成型工艺没有考虑馅和皮的流变体性质，完全按加工固体的普通机械方法，有单工位多工序和多工位单工序两种。所谓单工位多工序，即所有的工序都在一个位置完成，类似加工中心。所谓多工位单工序，即在每个位置只完成一道工艺，类似普通机床，如车床、刨床等。按这样加工方法，包馅机的成型工艺为：面皮下料、擀皮、进馅、封口、成型。用单工位多工序设计包馅机，所有工序都在一个位置完成。用多工位单工序设计包馅机，每个工位只完成一道工序，各工位间用纯机械方法控制实现间歇运动，有的用马耳它机构控制，有的用不完全齿轮控制，凸轮控制等。但面皮是流变体，它的物理机械性能与面粉品种、含水量、和面时间等因素有关，在成型过程中极易粘连，不管哪道工序，只要有一处粘皮破损，整个机器就必须停机清洗。为减少破损只有增加洒干粉机构，带之而来的是机器成本增加了；如把面和得很硬，使其粘度很小，带之而来的是，做出来的食品不好吃。因此，这类包馅机是无论如何也解决不了成品破损率与产量、质量和机器成本的矛盾。另外两类加工带馅食品的机械，考虑到了面皮的流变体性质，把面挤成面筒，馅在面筒内均布呈灌肠形。不同的是，一个采用誘导理论成型，如日本的N207型自动包馅机；另一个采用模具成型，如包子机。这两类加工带馅食品的机器均比上述第一类先进。但由于馅在皮内均布呈灌肠形，因此对馅皮适应能力差，产品质量和产量提不高。采用摸具成型过程中，面筒和摸具间是面接触，即使加上洒干粉机构，粘皮的机会还是比较多的。更重要的是，面筒在摸具作用时，下部受拉伸。这样做出来的包子必然是底薄帮厚，既使生的不破，熟的也是破的，破损问题还是没有彻底解决。同时，这样做出来的包子摺是摸具压的印，生的包子有摺，熟的包子就没摺了。而且面筒的直径必须需大于包子直径。因此成型速度不能太快了，否则会增加破损率，即包子产量不能太高了。采用诱导理论成型的N207型包馅机，其成型工艺是：做螺旋运动的面筒在圆锥螺旋成型棍的作用下，和成型棍接触处的面筒直径渐渐变小。当面筒直径减小到一定程度，在托盘和机械手作用下，结束球状带馅食品加工。按相对-->运动原理，可以把这个成型过程看成在车床上加工球状工件，带馅面筒类似圆柱毛怌，成型辊类似车刀。这种成型方式中面筒和成型辊是瞬间线接触，加上洒干粉机构作用，可以很理想地解决由于面皮粘连造成的破损问题。但在这样成型过程中，馅在面筒内是均布的，这就不允许馅在面筒内有花生米类硬物，成型速度也不能太高了，否则会增加破损。面筒直经也不能小于球状带馅食品直经，这就要求成型辊直经不能太小了。而成型辊恰恰是决定包馅机大小的关键件。这样的包馅机不能太小了，成本就不能太低，否则它的技术指标就不理想了。上述三种包馅机，只能完成带馅食品一次成型。如进一步完成带馅食品二次成型，将其加工成各种形状的月饼，还需要把一次成型的带馅食品输送到另外一台成型机，在该成型机上完成带馅食品二次成型。如再把最后成型后的食品整齐地摆放到盛盘中，只能靠工人手工操作。这样，不仅增加了机器本身成本，而且实际使用起来很不方便，更不能根据馅料和面料不同，食品大小和规格不同，选择不同工作方案。
技术实现思路
本技术包馅机器人的目的在于克服上述缺点，提供一种全自动地完成加工带馅食品全部工作的工业机器人。该机器人不仅对馅料和面料的适应能力强，而且能根据馅料和面料的具体情况，根据用户对产品规格的要求，选择最佳工作方案，保证产品破损率低的情况下产量最高。更重要的是，该机器人可先后完成，带馅食品的一次成型、二次成型，最后，把成型后的带馅食品整齐和均匀地摆放到盛该食品的盛盘中。使用者拿到的是整齐摆满带馅食品的盛盘，直接进入下一步工作。该机器人不仅本身成本低，而且可全自动地保质保量地完成加工带馅食品的全部任务。为达到此目的，本技术包馅机器人，由控制系统、检测系统、驱动系统和执行机构所构成。检测系统随时检测加工带馅食品质量，加工带馅食品的工作进展情况，把检测到的各种信息转化为电流输送到机器人控制系统。该机器人控制系统，由控制系统软件和控制系统硬件组成，它能随时根据检测系统提供的各种信息，选择最佳工作方案，并按选择的工作方案，向驱动系统发出各种指令。驱动系统由六台调速电机所组成，它门能按控制系统要求驱动各执行机构，完成带馅食品的一次成型、二次成型和摆盘工作。一次成型的执行机构由输馅机构、输面机构、与输馅机构和输面机构相配合以承接馅料和面料完成带馅食品一次成型的成型机构，向一次成型机构洒干粉的洒干粉机构。二次成型的执行机构，由二次成型模具和与该模具配合的输出机构组成。摆盘机构由二台调速电机分别驱动的螺旋传动组成，控制承接带馅食品的盛盘，分别做横向间歇运动或纵向间歇运动，最后完成在盛盘中整齐地摆满带馅食品工作。该机器人就这样全自动地完成了，加工带馅食品的全部任务。-->馅料输送机构由紧固在机架上的料斗，以轴承安装在机架上的馅泵轴，经安全销与馅泵轴固连的转子，与转子固连的压拨头，安装在转子孔内可以轴向运动的2个活塞和安装在转子槽内可以径向运动的1个叶片，压在转子上的配馅盘，套在转子外面的转子衬，以螺纹安装在机架上的可调滑块，与可调滑块及倾斜盘相连的连板，与转子衬固连的输馅管所构成。料斗用于盛馅料，压拨头用于压拨料斗中馅料使其进入转子孔中，此时转子孔内的活塞正在磁场力作用下向下运动。当活塞在倾斜盘的作用下上升时，转子孔内馅料被活塞挤到转子衬的输料腔内，此时转子槽内叶片在磁场力作用下迅速进入转子衬的输料腔内，推动输料腔内的馅料通过输馅管进入面筒，完成一次输馅工作。调整馅料输送机构中带螺纹的可调滑块，经连板即可调整倾斜盘的位置，改变活塞行程，从而达到调整输馅量的目的。面料输送机构是变种螺杆泵，它由右旋变螺距圆锥搅龙，搅龙壳体，面筒成型体，面筒成型盖和带螺旋面的面筒套管所构成。搅龙壳体两端分别装有数个调整垫片。改变搅龙壳体两端调整垫片的个数，就可以改变搅龙壳体的轴向位置，即改变搅龙与其壳体的间隙，从而达到微调输面量，补赏绞龙壳体和绞龙间因磨损而引起间隙变化的目的。成型机构由圆锥曲面螺纹成型辊，装在成型辊轴上的机械手，控制机械手工作和机架固连的平面凸轮，在成型辊下做螺旋运动的托盘，以键安装在机架上的调节滑块，以铰链形式连接调节滑块和托盘的摆动支架，以螺纹安装在摆动支架上的摆动滑块和固联在左成型辊轴上的空间凸轮所构成。托盘的旋转方向与成型辊的旋转方向相反，它配合成型辊加速带馅食品最后形成。机械手是由转臂，扭转弹簧和转臂支架所构成。转臂支架通过键和左成型辊轴固连，转臂可在与转臂支架固连的小轴上自由摆动，扭转弹簧的一端和支架固连，另一端和转臂固连。在扭转弹簧的作用下，转臂一端始终沿平面凸轮运动，从而实现机械手在平面凸轮控制下，把刚成型的食品从托盘上推到输出机构输出。和空间凸轮接触且与摆动支架固连的永久磁铁产生的磁场力使摆动支架始终在空间凸轮控制下，时而匀速下摆，时而快速上摆，从而使托盘时而匀速下降，时而快速上升。成型辊是由陶瓷做的左旋圆锥曲面螺纹和金属做的轮毂所构成。每条曲面螺纹均由两段组成，从上部开本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种加工带馅食品的工业机器人－包馅机器人，该机器人由控制系统、检测系统、驱动系统和执行机构所组成；其特征是，其执行机构的一次成型部分，由面料输送机构（６），馅料输送机构（４），承接馅料和面料并且加工成球状带馅食品的成型机构（２），向成型机构洒干粉的洒干粉机构（３）所构成；其执行机构的二次成型部分，由输出机构（８４）和二次成型模具（８６）所构成，其摆盘部分由分别驱动摆盘（１２２）做横向或纵向间歇运动的螺纹传动（１２５）和螺纹传动（１２８）所构成；在该机器人控制系统指挥，在检测系统密切配合下，输出机构（８４）有二个功能，如一次成型后的带馅食品就是成品，其输出机构（８４）立刻执行输出任务，把加工好的带馅食品直接送到摆盘（１２２）中；如一次成型后带馅食品不是成品，还需二次加工，其输出机构（８４）就在该机器人控制系统指挥，在检测系统密切配合下，完成带馅食品二次成型后再执行输出任务，再把二次成型后的带馅食品送到摆盘（１２２）中；　　　　馅料输送机构（４）是具有压拔头的叶片柱塞泵，它由紧固在机架上的料斗（５４），以轴承（４０）安装在机架上的馅泵轴（４６），经安全销（４７）与馅泵轴（４６）固联的转子（１６），与转子固联的压拔头（１９），装在转子（１６）上部与机架固联的配馅盘（５５），在转子（１６）外面和机架固联转子衬（５３），在转子孔（２０）内可以轴向移动的活塞（１７），在转子槽（５２）内可以径向移动的叶片（５１），推动叶片（５１）迅速径向移动的推杆（６５），以十字形凸出部分（５７）与机架上开的槽（５９）按动配合连结的可调滑块（５８），与可调滑块（５８）和推动活塞（１７）向上的倾斜盘（１８）连接的连板（５６），以及与转子衬（５３）固连的输馅管（１５）所构成；　　　　面料输送机构（６）是变种螺杆泵的，它由和机架固连的搅龙壳体（１２），面筒成型体（９），调整垫片（１３），装在搅龙壳体（１２）内可以旋转的搅龙（７），装在面筒成型体（９）内可以旋转的面筒管（８），和面筒成型体（９）固联的面筒成型盖（１０）所构成；　　　　成型机构（２）由两个同向旋转的成型辊（２２），在两个成形辊（２２）下做螺旋运动的托盘（２３），装在左成棍轴（２６）上的机械手（２４），控制机械手（２４）工作的平面凸轮（３８），控制托盘上下运动的空间凸轮（３１），一端和只能移动不能转动的调节滑块（３４）呈铰链连接，另一端和托盘（２３）呈铰链连接的摆动支架（３６），以销轴...

【技术特征摘要】
1、一种加工带馅食品的工业机器人-包馅机器人，该机器人由控制系统、检测系统、驱动系统和执行机构所组成；其特征是，其执行机构的一次成型部分，由面料输送机构(6)，馅料输送机构(4)，承接馅料和面料并且加工成球状带馅食品的成型机构(2)，向成型机构洒干粉的洒干粉机构(3)所构成；其执行机构的二次成型部分，由输出机构(84)和二次成型模具(86)所构成，其摆盘部分由分别驱动摆盘(122)做横向或纵向间歇运动的螺纹传动(125)和螺纹传动(128)所构成；在该机器人控制系统指挥，在检测系统密切配合下，输出机构(84)有二个功能，如一次成型后的带馅食品就是成品，其输出机构(84)立刻执行输出任务，把加工好的带馅食品直接送到摆盘(122)中；如一次成型后带馅食品不是成品，还需二次加工，其输出机构(84)就在该机器人控制系统指挥，在检测系统密切配合下，完成带馅食品二次成型后再执行输出任务，再把二次成型后的带馅食品送到摆盘(122)中；馅料输送机构(4)是具有压拔头的叶片柱塞泵，它由紧固在机架上的料斗(54)，以轴承(40)安装在机架上的馅泵轴(46)，经安全销(47)与馅泵轴(46)固联的转子(16)，与转子固联的压拔头(19)，装在转子(16)上部与机架固联的配馅盘(55)，在转子(16)外面和机架固联转子衬(53)，在转子孔(20)内可以轴向移动的活塞(17)，在转子槽(52)内可以径向移动的叶片(51)，推动叶片(51)迅速径向移动的推杆(65)，以十字形凸出部分(57)与机架上开的槽(59)按动配合连结的可调滑块(58)，与可调滑块(58)和推动活塞(17)向上的倾斜盘(18)连接的连板(56)，以及与转子衬(53)固连的输馅管(15)所构成；面料输送机构(6)是变种螺杆泵的，它由和机架固连的搅龙壳体(12)，面筒成型体(9)，调整垫片(13)，装在搅龙壳体(12)内可以旋转的搅龙(7)，装在面筒成型体(9)内可以旋转的面筒管(8)，和面筒成型体(9)固联的面筒成型盖(10)所构成；成型机构(2)由两个同向旋转的成型辊(22)，在两个成形辊(22)下做螺旋运动的托盘(23)，装在左成棍轴(26)上的机械手(24)，控制机械手(24)工作的平面凸轮(38)，控制托盘上下运动的空间凸轮(31)，一端和只能移动不能转动的调节滑块(34)呈铰链连接，另一端和托盘(23)呈铰链连接的摆动支架(36)，以销轴和摆动支架(36)连接同时又保持和空间凸轮(31)接触的摆动滑块(32)所构成。2.根据权利要求1所述的包馅机器人，其特征在于转子孔(20)内做轴向运动的活塞(17)是2个，转子槽(52)内做径向移动的叶片(51)是一个；活塞(17)是由活塞杆(49)和装有永久磁铁(50)的活塞头(48)所构成，活塞头(48)的下部形状是球面，活塞杆(49)和活塞头(48)间是螺纹连接；弹簧片(64)的一端和机架固联，另一端装有永久磁铁(65)；在转子(16)的轴向和永久磁铁(65)对应位置，开有推动推杆(65)复位的曲面槽(66)，曲面槽(66)起始位置是叶片(51)运动槽(52)沿逆时针方向升起位置，曲面槽(66)的形状是按顺时针方向的阿基米德螺旋面，每个转子(16)有两个曲面槽(66)；转子(16)上部呈90度的凹型，凹型中部有带孔的圆柱形凸出部分(62)，和圆柱形凸出部分(62)固联的圆柱销(68)的中心线与叶片(51)运动的槽(52)呈90度角；转子(16)中心的下部有一个带槽的圆柱孔(63)；供叶片(51)运动的槽(52)和供活塞(16)运动的两个转子孔(20)的中心连线是垂直的；叶片(51)是两半的，两半的形状完全一样；每半个的上部，一侧是45度斜面(76)，另一侧是嵌有橡胶板的凸出部分(77)；每半个的下部，和凸出部分对应的一侧有与其固联的一块永久磁铁(79)，和45度斜面对应的一侧也有与其固联的一块永久磁铁(78)。3、根据权利要求1所述的包馅机器人，其特征在于倾斜盘(18)是由倾斜盘盖(70)、倾斜盘座(71)、钢球(72)和平衡盘(73)构成，倾斜盘座(71)的直径两端各有一个孔(74)通过销轴和机架联结，倾斜盘座(71)上和其两个孔(74)垂直端有一个凸出部分(75)通过圆柱销和连板(56)连接，钢球(72)位于倾斜盘盖(70)和倾斜盘座(71)中间，倾斜盘盖(70)和平衡盘(73)由螺钉紧固；压拔头(19)的上部是2个头的圆柱螺旋面(60)，每个螺旋面(60)的下部有一块拨面板(61)，拨面板(61)接近配馅盘(55)处是45度斜面。4、根据权利要求1所述的包馅机器人，其特征在于成型辊(22)是由陶瓷做的曲面螺纹(96)和由金属做的轮毂(97)经销轴定位螺栓连接所构成；对同一台包馅机器人的两个轮毂(97)和曲面螺纹(96)都是一样的，轮毂(97)和成型辊轴都是键联接，支架(25)的孔(106)和轮毂(97)的孔(107)，直径是一样的，它们分别通过键(108)和键(109)与左成型辊轴(26)固联；曲面螺纹(96)是分布在圆锥面上，牙型是曲面的左旋螺纹，曲面螺纹(96)的牙型下部是由一个小半径的圆弧(98)，分别与这个小半径圆弧相切的一条竖立直线(99)所组成，上部是一个大半径圆弧(100)和一条与大半径圆弧(100)相切的竖直直线(101)所组成，曲面螺纹(96)的螺旋升角：上部开始处(102)较大，很快小到一个常数(103)且保持该常数值不变；曲面螺纹的头数是：1个头、2个头或4个头的三种情况，曲面螺纹(96)的头数和机械手(24)的个数是一致的，即一个头的曲面螺纹(96)对应的机械手(24)是一个，两个头的曲面螺纹(96)对应的机械手是两个，以此类推；机械手(24)是由与左成型辊轴(26)固联的支架(25)，在与支架(25)固联的小轴(27)上可以自由摆动的转臂(27)，在小轴(28)外一端和支架(25)固联，另一端和转臂(27)固联的扭弹簧(29)所构成；机械手个数与曲面螺纹头数是相同的，对两个以上机械手和一个机械手的零件形状除了支架(25)不同，其余的都一样；例如两个机械手中，有两个形状完全相同的转臂(27)、小轴(28)和扭转弹簧(29)，有一个具有安装两个小轴(28)位置的支架(25)，这两个安装小轴(2...

【专利技术属性】
技术研发人员：关多友，
申请(专利权)人：关多友，
类型：实用新型
国别省市：88[中国|济南]