一种基于烘培食品自动化生产的在线检测工艺及其装置的制作方法

本发明涉及食品生产制造技术领域，具体的讲是一种基于烘培食品自动化生产的在线检测工艺及其装置。

背景技术：

随着人们生活进步，对于食品安全及食品的精致程度越来越重视，现有的食品生产线中，经常会出现溢料、食品与机器粘连、配料不严谨、包装分类发生错误等问题。

为此设计一种可以解决上述问题的基于烘培食品自动化生产的在线检测工艺及其装置是十分有必要的。

技术实现要素：

本发明突破了现有技术的难题，设计了一种可以解决溢料、食品与机器粘连、配料不严谨、包装分类发生错误等问题的基于烘培食品自动化生产的在线检测工艺及其装置。

为了达到上述目的，本发明设计了一种基于烘培食品自动化生产的在线检测装置，包括送料装置、分配称重装置、溢料处理装置、分类出料装置、包馅机器人、洒料喷枪、烘烤箱，其特征在于：送料装置、分配称重装置、包馅机器人、溢料处理装置、烘烤箱、分类出料装置从左至右依次用传送带连接，洒料喷枪则架设在溢料处理装置的上方；所述送料装置，包括传送装置、切断装置、送料机构，切断装置利用吊架固定在传送装置的上方的位置，传送装置的下方设有送料机构，送料机构固定在地面上；所述传送装置分为水平传送区与斜坡传送区，切断装置位于水平传送区的上方，水平传送区的传送带的一侧设有红外线传感器；所述切断装置由切断机架、伸缩杆、切刀、驱动气缸组成，切刀上端与伸缩杆底端固定，伸缩杆顶端与驱动气缸的驱动杆相连接，驱动气缸的缸体则固定在切断机架上，所述送料机构包括底座、机架、摆杆和承接装置，所述底座固定在地面上，底座上固定架设有机架，底座上还设有摆杆，摆杆的底端与底座内部的控制箱相连接，摆杆的顶端固定在承接装置的底面上，所述机架的横梁上靠近左右两端的位置分别固定有轨道一和轨道二，轨道一中安装有夹爪一，轨道二中安装有夹爪二，机架的横梁的中央位置利用升降杆固定有下压板，升降杆则由固定在横梁上的控制气缸控制；

分配称重装置，包括传送带、传送带固定架、料台，传送带分为送料传送带和配料传送带，送料传送带被固定在送料传送带固定架上，配料传送带被固定在配料传送带固定架上，在送料传送带固定架和配料传送带固定架相靠近的接头处的后方设有料铲称重架，所述料铲称重架被固定在地面上，料铲称重架的中央设有轨道，轨道中配合有称重料铲，称重料铲的后部与驱动气缸的推杆相固定，驱动气缸的缸体则固定在料铲称重架的后部，所述配料传送带的上方对应设有配料装置，配料装置采用吊架固定，配料传送带的两侧分别设有料台，料台固定在地面上;

溢料处理装置，包括：溢料机架、置料台、滑坡和碎屑箱，溢料机架固定在地面上，溢料机架的台面的中央固定有置料台，溢料机架的台面上开设有长条通孔，置料台的外缘侧面开设有一圈滑道，与长条通孔上方位置相对应的滑道上开设有通槽，通槽的底端与长条通孔的一端连通，长条通孔的下方设有滑坡，所述滑坡上半部分与长条通孔相对应的位置的两侧的侧板的顶端与溢料机架台面的底面焊接固定，滑坡的底端架设在碎屑箱上；所述滑道中安装配设有磁性连杆，磁性连杆的一端穿过滑道与驱动电机相连接，磁性连杆的另一端则与清洁毛刷相连接；

分类出料装置，包括出料传送带、检测装置、通风管道、分类装置，出料传送带中央的两侧分别设有固定架板，固定架板上方固定有检测装置，检测装置的两侧的外表面分别与通风管道的一端紧密连接，通风管道的另一端则连接在外置的吹风装置上，所述出料传送带通过检测装置的检测腔，出料传送带后半部分的上方设有分类装置，所述分类装置利用吊架固定在食品生产线的顶架上。

所述承接装置包括承接底座、洒粉器、举升板、举升气缸，承接底座的中央开设有凹槽，凹槽内设有举升板，举升板的底面中央与举升气缸的推杆相固定，举升气缸的缸体则固定在承接底座的底面上，所述凹槽的前、左、右三个方向分别设有洒粉器，所述洒粉器固定在承接底座的表面。

所述摆杆左右摆动的夹角为120°。

所述轨道一与轨道二平行，且均与横梁垂直。

所述称重料铲由铲体、推板、重量传感器、推动气缸组成，铲体的底面的中央位置嵌设有重量传感器，铲体的后侧面的前方设有可以前后推动的推板，推板的背部与推动气缸的推杆相连接，推动气缸的缸体则固定在料铲称重架的后部，所述推动气缸与驱动气缸平行排列。

所述配料装置包括移动称重装置和下料装置，所述下料装置包括下料枪、配料仓、下料升降装置，移动称重装置包括移动轨道、移动升降气缸、移动称重爪；所述下料枪的顶端与配料仓相连通，下料枪的一侧连接有下料升降装置，配料仓的侧面与移动轨道的一侧相固定，移动轨道内部配合有移动称重爪，移动称重爪的顶端与移动升降气缸的推杆相连，移动升降气缸的缸体则位于移动轨道顶部外侧。

所述移动称重装置和下料装置数量相同，且两者之间交叉固定，但下料装置需要位于移动称重装置前方。

所述清洁毛刷由刷杆、刷头和金属套组成，刷头固定在刷杆的一端，刷杆的另一端则套设在金属套的内部。

伸入金属套内部的刷杆的长度占金属套长度的一半，且金属套与刷杆之间为过盈配合。

所述检测装置的两个侧面的内表面分别开设有若干吹风孔，检测装置的顶面嵌设有形状传感装置。

所述分类装置包括轨道、驱动电机、升降杆、夹爪，轨道利用吊架固定在食品生产线的顶架上，轨道内安装利用升降杆安装有夹爪，升降杆的底端与夹爪固定，升降杆的顶端与驱动电机连接。

本发明还设计了一种基于烘培食品自动化生产的在线检测装置的检测工艺，其特征在于：人工将准备好的面搓擀成所需要的长条状，放到送料装置的水平传送区上，红外线传感器感应到长条面棍之后，将信息传递到传送装置和切断装置，进入准备阶段，操作工人启动传送装置和切断装置，根据预先设定的传送距离，每传送一段，切断装置驱动切刀下降，切断长条面棍，得到面团；

送料机构底座内部的控制箱控制摆杆缓慢运动到夹爪一的下方，停止，夹爪一沿轨道一运动夹起模盘放入凹槽中；

送料机构底座内部的控制箱再控制摆杆缓慢运动到斜坡传送区下方，边运动控制箱边驱动洒粉器在模盘中喷洒面粉，让模盘对准面团下落点后停止，面团准确掉落到模盘中；

送料机构底座内部的控制箱再控制摆杆缓慢运动到下压板正下方，运动过程中控制箱同时驱动洒粉器在面团上喷洒面粉，运动到位后，送料机构控制气缸驱动下压板下压，完成饼皮的压制；

送料机构底座内部的控制箱再控制摆杆缓慢运动到夹爪二下方，到位后，举升气缸驱动举升板升起，托起模盘，并同时夹爪二下降，夹紧模盘，带动模盘沿轨道二移动到分配称重装置的分配称重传送带上方，缓慢放下模盘；

分配称重传送带带动模盘运动到料铲称重架前方，料铲驱动气缸驱动称重料铲前伸，将模盘铲起，重量传感器获得模盘重量，人工/记录仪器记录该重量，记为a；

称重料铲带着模盘移动到分配称重配料传送带上，料铲推板推动气缸启动，推动料铲推板，将模盘推到分配称重配料传送带上，分配称重配料传送带带动模盘运动到配料装置下方进行配料；

下料枪在下料升降装置的带动下将馅料放到饼皮上，然后移动称重爪抓起放好配料的模盘进行称重，人工/记录仪器记录该重量，记为b，如此模盘一直沿分配称重配料传送带运动，每增加一种馅料，进行一次称重，当重量数值发生错误时，及时报警，工作人员暂停该传送带，将错误模盘取出放在一旁的料台上，对模盘中该种馅料进行加料/减料，然后再放入传送带，开启传送，继续作业；

加好馅料的模盘运转到包馅机器人处，完成包馅；

包好的点心进入到洒料工作区，将点心放到承物盘中，将承物盘放在溢料处理装置的置料台上，洒料喷枪进行洒料，洒料完毕后，承物盘被机器人/操作工端走，同时启动驱动电机，驱动单机驱动清洁毛刷环绕溢料机架台面进行清扫，碎屑全部都通过长条通孔和溢料滑坡进入碎屑箱中；

喷洒完装饰料的点心进入到烘烤箱进行烘烤；

烘烤结束后，放置到分类出料装置的出料传送带上，启动装置，随传出料送带运动到检测装置的检测腔中，在被风冷的同时形状传感装置拍摄到点心的形状，并将其传输到显示器上，工作人员可以直观的看到点心形状是否合格，合格的点心沿传送带一直运输到包装机中，不合格的点心则由操作工人开启分类夹爪驱动电机，驱动分类夹爪夹走。

本发明与现有技术相比，送料装置只要更换下压板的形状就可以压制不同形状的饼皮，而且不需要后续切割；洒料器可以对面团进行洒料，例如面粉，防止面团粘连在机器上，本发明结构简单，使用方便，降低了废料的产生。

分配称重装置中称重料铲可以对传输过来的饼皮进行称重，移动称重装置可以对添加了馅料后的饼皮进行称重，从而得到每种馅料的重量，工作人员只要按顺序记录下称重内容与数值，即可知道每种配料的重量是否达标，并及时将不达标的产品防止在料台上，等待后续修正，做到及时止损。

溢料装置可以每对一个点心进行浇淋后都可进行简单清扫，从而避免了溢料的堆积，同时也避免了溢料对后续点心的影响。

分类出料装置可以快速区分食品外形，防止了外形有缺陷的食品流入市场，同时也避免了不同外形的食品出料时发生混杂。

附图说明

图1为本发明的拓扑连接图。

图2为本发明中送料装置的结构示意图。

图3为本发明中分配称重装置的结构示意图。

图4为分配称重装置中称重料铲的轴测视图。

图5为分配称重装置中称重料铲的侧视图。

图6为分配称重装置中移动称重装置的结构示意图。

图7为溢料处理装置的结构示意图。

图8为溢料处理装置的侧视图。

图9为溢料处理装置中清洁毛刷的结构示意图。

图10为本发明中分类出料装置的结构示意图。

具体实施方式

结合附图对本发明做进一步描述。

参见图1~10，本发明设计了一种基于烘培食品自动化生产的在线检测装置，包括送料装置1、分配称重装置2、溢料处理装置3、分类出料装置4、包馅机器人5、洒料喷枪6、烘烤箱7，其特征在于：送料装置1、分配称重装置2、包馅机器人5、溢料处理装置3、烘烤箱7、分类出料装置4从左至右依次用传送带连接，洒料喷枪6则架设在溢料处理装置3的上方；所述送料装置1包括传送装置1-2、切断装置1-1、送料机构1-3，切断装置1-1利用吊架固定在传送装置1-2的上方的位置，传送装置1-2的下方设有送料机构1-3，送料机构1-3固定在地面上；所述传送装置1-2分为水平传送区1-2-1与斜坡传送区1-2-2，切断装置1-1位于水平传送区1-2-1的上方，水平传送区1-2-1的传送带的一侧设有红外线传感器1-2-3；所述切断装置1-1由切断机架1-1-1、切刀伸缩杆1-1-2、切刀1-1-3、切刀驱动气缸1-1-4组成，切刀1-1-3上端与切刀伸缩杆1-1-2底端固定，切刀伸缩杆1-1-2顶端与切刀驱动气缸1-1-4的驱动杆相连接，切刀驱动气缸1-1-4的缸体则固定在切断机架1-1-1上，所述送料机构1-3包括送料机构底座1-3-1、送料机构机架1-3-2、摆杆1-3-3和承接装置1-3-4，所述送料机构底座1-3-1固定在地面上，送料机构底座1-3-1上固定架设有送料机构机架1-3-2，送料机构底座1-3-1上还设有摆杆1-3-3，摆杆1-3-3的底端与送料机构底座1-3-1内部的控制箱相连接，摆杆1-3-3的顶端固定在承接装置1-3-4的底面上，所述送料机构机架1-3-2的横梁上靠近左右两端的位置分别固定有轨道一1-3-5和轨道二1-3-6，轨道一1-3-5中安装有夹爪一1-3-7，轨道二1-3-6中安装有夹爪二1-3-8，送料机构机架1-3-2的横梁的中央位置利用升降杆3-9固定有下压板1-3-10，送料机构升降杆1-3-9则由固定在横梁上的送料机构控制气缸1-3-11控制；

分配称重装置2，包括分配称重传送带2-1、传送带固定架、料台，分配称重传送带分为分配称重送料传送带2-1和分配称重配料传送带2-2，分配称重送料传送带2-1被固定在分配称重送料传送带固定架2-3上，分配称重配料传送带2-2被固定在分配称重配料传送带固定架2-4上，在分配称重送料传送带固定架2-3和分配称重配料传送带固定架2-4相靠近的接头处的后方设有料铲称重架2-5，所述料铲称重架2-5被固定在地面上，料铲称重架2-5的中央设有料铲轨道2-6，料铲轨道2-6中配合有称重料铲2-7，称重料铲2-7的后部与料铲驱动气缸2-8的推杆相固定，料铲驱动气缸2-8的缸体则固定在料铲称重架2-5的后部，所述分配称重配料传送带2-2的上方对应设有配料装置2-9，配料装置2-9采用配料吊架2-10固定，分配称重配料传送带2-2的两侧分别设有分配料台2-11，分配料台2-11固定在地面上；

溢料处理装置3包括：溢料机架3-1、置料台3-2、溢料滑坡3-6和碎屑箱3-7，溢料机架3-1固定在地面上，溢料机架3-1的台面的中央固定有置料台3-2，溢料机架3-1的台面上开设有长条通孔3-3，置料台3-2的外缘侧面开设有一圈置料台滑道3-4，与长条通孔3-3上方位置相对应的置料台滑道3-4上开设有通槽3-5，通槽3-5的底端与长条通孔3-3的一端连通，长条通孔3-3的下方设有溢料滑坡3-6，所述溢料滑坡3-6上半部分与长条通孔3-3相对应的位置的两侧的侧板的顶端与溢料机架3-1台面的底面焊接固定，溢料滑坡3-6的底端架设在碎屑箱3-7上；所述置料台滑道3-4中安装配设有磁性连杆3-8，磁性连杆3-8的一端穿过置料台滑道3-4与驱动电机相连接，磁性连杆3-8的另一端则与清洁毛刷3-9相连接；

分类出料装置4包括出料传送带4-1、检测装置4-2、通风管道4-3、分类装置4-4，出料传送带4-1中央的两侧分别设有固定架板，固定架板上方固定有检测装置4-2，检测装置4-2的两侧的外表面分别与通风管道4-3的一端紧密连接，通风管道4-3的另一端则连接在外置的吹风装置上，所述出料传送带4-1通过检测装置4-2的检测腔，出料传送带4-1后半部分的上方设有分类装置4-4，所述分类装置4-4利用分类装置吊架4-5固定在食品生产线的顶架上。

本发明中承接装置1-3-4包括承接底座1-3-4-1、洒粉器1-3-4-2、举升板1-3-4-3、举升气缸1-3-4-4，承接底座1-3-4-1的中央开设有凹槽1-3-4-5，凹槽1-3-4-5内设有举升板1-3-4-3，举升板1-3-4-3的底面中央与举升气缸1-3-4-4的推杆相固定，举升气缸1-3-4-4的缸体则固定在承接底座1-3-4-1的底面上，所述凹槽1-3-4-5的前、左、右三个方向分别设有洒粉器1-3-4-2，所述洒粉器1-3-4-2固定在承接底座1-3-4-1的表面。

本发明中摆杆1-3-3左右摆动的夹角为120°。

本发明中轨道一1-3-5与轨道二1-3-6平行，且均与送料机构机架1-3-2的横梁垂直。

本发明中称重料铲2-7由铲体2-7-1、料铲推板2-7-2、重量传感器2-7-3、料铲推板推动气缸2-7-4组成，铲体2-7-1的底面的中央位置嵌设有重量传感器2-7-3，铲体2-7-1的后侧面的前方设有可以前后推动的料铲推板2-7-2，料铲推板2-7-2的背部与料铲推板推动气缸2-7-4的推杆相连接，料铲推板推动气缸2-7-4的缸体则固定在料铲称重架2-5的后部，所述料铲推板推动气缸2-7-4与料铲驱动气缸2-8平行排列。

本发明中配料装置2-9包括移动称重装置2-9-1和下料装置2-9-2，所述下料装置2-9-2包括下料枪2-9-2-1、配料仓2-9-2-2、下料升降装置，移动称重装置2-9-1包括移动轨道2-9-1-1、移动升降气缸9-1-2、移动称重爪9-1-3；所述下料枪2-9-2-1的顶端与配料仓2-9-2-2相连通，下料枪2-9-2-1的一侧连接有下料升降装置，配料仓2-9-2-2的侧面与移动轨道2-9-1-1的一侧相固定，移动轨道2-9-1-1内部配合有移动称重爪2-9-1-3，移动称重爪2-9-1-3的顶端与移动称重爪升降气缸2-9-1-2的推杆相连，移动称重爪升降气缸2-9-1-2的缸体则位于移动轨道2-9-1-1顶部外侧。

本发明中移动称重装置2-9-1和下料装置2-9-2数量相同，且两者之间交叉固定，但下料装置2-9-2需要位于移动称重装置2-9-1前方。

本发明中清洁毛刷3-9由刷杆3-9-1、刷头3-9-2和金属套3-9-3组成，刷头3-9-2固定在刷杆3-9-1的一端，刷杆3-9-1的另一端则套设在金属套3-9-3的内部。

本发明中伸入金属套3-9-3内部的刷杆3-9-1的长度占金属套3-9-3长度的一半，且金属套3-9-3与刷杆3-9-1之间为过盈配合。

本发明中检测装置4-2的两个侧面的内表面分别开设有若干吹风孔4-2-2，检测装置4-2的顶面嵌设有形状传感装置4-2-1。

本发明中分类装置4-4包括分类轨道4-4-1、分类夹爪驱动电机4-4-2、分类夹爪升降杆4-4-3、分类夹爪4-4-4，分类轨道4-4-1利用分类装置吊架4-5固定在食品生产线的顶架上，分类轨道4-4-1内安装利用分类夹爪升降杆4-4-3安装有分类夹爪4-4-4，分类夹爪升降杆4-4-3的底端与分类夹爪4-4-4固定，分类夹爪升降杆4-4-3的顶端与分类夹爪驱动电机4-4-2连接。

在具体实施中，人工将准备好的面搓擀成所需要的长条状，放到送料装置1的水平传送区1-2-1上，红外线传感器1-2-3感应到长条面棍之后，将信息传递到传送装置1-2和切断装置1-1，进入准备阶段，操作工人启动传送装置1-2和切断装置1-1，根据预先设定的传送距离，每传送一段，切断装置1-1驱动切刀1-1-3下降，切断长条面棍，得到面团；

送料机构底座1-3-1内部的控制箱控制摆杆1-3-3缓慢运动到夹爪一1-3-7的下方，停止，夹爪一1-3-7沿轨道一1-3-5运动夹起模盘放入凹槽1-3-4-5中；

送料机构底座1-3-1内部的控制箱再控制摆杆1-3-3缓慢运动到斜坡传送区1-2-2下方，边运动控制箱边驱动洒粉器1-3-4-2在模盘中喷洒面粉，让模盘对准面团下落点后停止，面团准确掉落到模盘中；

送料机构底座1-3-1内部的控制箱再控制摆杆1-3-3缓慢运动到下压板1-3-10正下方，运动过程中控制箱同时驱动洒粉器1-3-4-2在面团上喷洒面粉，运动到位后，送料机构控制气缸1-3-11驱动下压板1-3-10下压，完成饼皮的压制；

送料机构底座1-3-1内部的控制箱再控制摆杆1-3-3缓慢运动到夹爪二1-3-8下方，到位后，举升气缸1-3-4-4驱动举升板1-3-4-3升起，托起模盘，并同时夹爪二1-3-8下降，夹紧模盘，带动模盘沿轨道二1-3-6移动到分配称重装置2的分配称重传送带2-1上方，缓慢放下模盘；

分配称重传送带2-1带动模盘运动到料铲称重架2-5前方，料铲驱动气缸2-8驱动称重料铲2-7前伸，将模盘铲起，重量传感器2-7-3获得模盘重量，人工/记录仪器记录该重量，记为a；

称重料铲2-7带着模盘移动到分配称重配料传送带2-2上，料铲推板推动气缸2-7-4启动，推动料铲推板2-7-2，将模盘推到分配称重配料传送带2-2上，分配称重配料传送带2-2带动模盘运动到配料装置2-9下方进行配料；

下料枪2-9-2-1在下料升降装置的带动下将馅料放到饼皮上，然后移动称重爪2-9-1-3抓起放好配料的模盘进行称重，人工/记录仪器记录该重量，记为b，如此模盘一直沿分配称重配料传送带2-2运动，每增加一种馅料，进行一次称重，当重量数值发生错误时，及时报警，工作人员暂停该传送带，将错误模盘取出放在一旁的料台上，对模盘中该种馅料进行加料/减料，然后再放入传送带，开启传送，继续作业；

加好馅料的模盘运转到包馅机器人5处，完成包馅，包馅机器人5可选择市面上常见的常规包馅机器人5；

包好的点心进入到洒料工作区，将点心放到承物盘中，将承物盘放在溢料处理装置3的置料台3-2上，洒料喷枪6进行洒料，洒料完毕后，承物盘被机器人/操作工端走，同时启动驱动电机，驱动单机驱动清洁毛刷3-9环绕溢料机架3-1台面进行清扫，碎屑全部都通过长条通孔3-3和溢料滑坡3-6进入碎屑箱3-7中；

喷洒完装饰料的点心进入到烘烤箱7进行烘烤，烘烤箱7选择可选择市面上常见的常规烘烤箱7，设置的烘烤条件则根据需要进行常规设置；

烘烤结束后，放置到分类出料装置4的出料传送带4-1上，启动装置，随传出料送带4-1运动到检测装置4-2的检测腔中，在被风冷的同时形状传感装置4-2-1拍摄到点心的形状，并将其传输到显示器上，工作人员可以直观的看到点心形状是否合格，合格的点心沿传送带一直运输到包装机中，不合格的点心则由操作工人开启分类夹爪驱动电机4-4-2，驱动分类夹爪4-4-4夹走。

在具体实施中，本发明的送料装置只要更换下压板的形状就可以压制不同形状的饼皮，而且不需要后续切割；洒料器可以对面团进行洒料，例如面粉，防止面团粘连在机器上，本发明结构简单，使用方便，降低了废料的产生。

分配称重装置中称重料铲可以对传输过来的饼皮进行称重，移动称重装置可以对添加了馅料后的饼皮进行称重，从而得到每种馅料的重量，工作人员只要按顺序记录下称重内容与数值，即可知道每种配料的重量是否达标，并及时将不达标的产品防止在料台上，等待后续修正，做到及时止损。

溢料装置可以每对一个点心进行浇淋后都可进行简单清扫，从而避免了溢料的堆积，同时也避免了溢料对后续点心的影响。

分类出料装置可以快速区分食品外形，防止了外形有缺陷的食品流入市场，同时也避免了不同外形的食品出料时发生混杂。

综上所述，本发明已经克服了溢料、食品与机器粘连、配料不严谨、包装分类发生错误等问题，可广泛应用在食品加工生产线中。