现烤面包自动贩卖机的面包烘焙方法与流程

本发明涉及现烤面包自动贩卖机，尤其涉及一种现烤面包自动贩卖机的面包烘焙方法。

背景技术：

随着经济社会的快速发展，人们生活节奏的不断加快，自动售卖设备使用的越来越多，售卖的东西种类也越来越广泛。目前市面上的自动贩卖机多售卖成品的饮料、副食等。创新型的则有现榨果汁、现磨咖啡或者可加热盒饭的自动贩卖机。在自动贩卖机领域，人们对自动贩卖产品的健康和品质也有了越来越高的要求。本发明将面包现场烘焙应用于自动售卖领域，为用户快速提供健康、高品质的食品，满足社会和经济发展需求，对自动贩卖领域发展有极大的促进作用。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种控制精度高、自动化程度高、加工速度快的现烤面包自动贩卖机的面包烘焙方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种现烤面包自动贩卖机的面包烘焙方法，包括以下步骤：

步骤一，定位，通讯模块接收上位机信号q1，控制器解析q1并确定对应货物的仓位h；

步骤二，小车寻位，控制器给转运小车启动信号q2，控制器监测仓位h处的传感器一状态，传感器一检测到转运小车，转运小车停止移动；

步骤三，货仓下料，控制器给仓位h对应的电磁铁一信号q3，控制器同时给输送带启动信号q4，输送带开始动作，电磁铁一吸合，货物下落至转运小车上，转运小车上的传感器二检测到货物；

步骤四，转运，控制器给转运小车一个启动信号q5，转运小车移动至隔热门处，隔热门处的传感器三检测到转运小车，转运小车停止移动；

步骤五，落料，控制器给转运小车的电磁铁二信号q6，电磁铁二吸合，货物下落至隔热门上，电磁铁二断开，控制器给电磁铁给隔热门信号q7，隔热门打开，货物下落至预解冻料斗内，隔热门关闭，预解冻料斗内的传感器四检测到货物；

步骤六，制熟，预解冻料斗内的温度传感器一检测温度t1，控制器的计时器开始计时，待烤箱内的货物加工完成并出料后，控制器给预解冻料斗信号q8，预解冻料斗打开，控制器计时t1，控制器检测烤箱内的温度t2，控制器根据t1、t1、t2的数值，计算烤箱的加工参数，加工参数包括微波加工时间t2、电加热管工作时间t3，控制器根据加工参数控制烤箱工作；

步骤七，出货，烤箱门打开，出料，烤箱门关闭，货物落入电动抽屉中，电动抽屉处的传感器五检测到货物；

步骤八，取货，上位机给控制器一个信号q9，控制机解析q9并给电动抽屉一个信号q10，电动抽屉动作，将货物送出，客户取货后，电动抽屉处的传感器五检测不到货物，电动抽屉收回。

进一步地，步骤二中，若传感器一在5s内没有检测到转运小车，转运小车复位并重复执行步骤二，若重复3次传感器一均没有检测到转运小车，控制器向上位机发送故障信号r1。

进一步地，步骤三中，控制器给仓位h对应的电磁铁一信号q3，电磁铁一延时0.5s吸合，若15s内转运小车上的传感器二没有检测到货物，控制器向上位机发送故障信号r2。

进一步地，步骤四中，隔热门处的传感器三10s内没有检测到转运小车，控制器向上位机发送故障信号r3。

进一步地，步骤五中，若5s内预解冻料斗内的传感器四没有检测到货物，隔热门开启至1/4行程，电磁铁二吸合，隔热门继续开启至全开，电磁铁二断开，若预解冻料斗内的传感器四检测到货物，则执行步骤六，若预解冻料斗内的传感器四检测到货物，控制器向上位机发送故障信号r4。

进一步地，步骤六中，预解冻料斗打开，延时2s关闭，若2s后预解冻料斗内的传感器四检测到货物，控制器向上位机发送故障信号r5。

进一步地，步骤七中，烤箱门打开，若5s内烤箱门处的传感器五没有检测到烤箱门打开，且电动抽屉处检测到货物，控制器向上位机发送故障信号r6；若若5s内烤箱门处的传感器五没有检测到烤箱门打开，且电动抽屉处没有检测到货物，控制器向上位机发送故障信号r7。

进一步地，步骤八中，电动抽屉处的传感器五检测不到货物，电动抽屉收回，若仓体内的传感器六10s内没有检测到电动抽屉，控制器向上位机发送故障信号r8。

本发明的有益效果在于：现烤面包自动贩卖机的面包烘焙方法，自动控制现烤面包的加工流程，控制精度高，加工时间短，实现现烤面包的无人贩卖，通过模糊控制方法能够准确的得到制熟时间，保证面包的加工品质，避免面包夹生或者烤糊，本面包制备模糊控制方法基于现烤面包贩卖机实现，是对现烤面包贩卖机的改进方案，能够有效提高现烤面包贩卖机的加工效果，使现烤面包贩卖机更适合推广，满足消费者的早餐需求；控制方法中包含多个传感器，能够检测货物的位置及状态，保证加工的步骤均受到监控，提高控制精度，设置多个报错信号r，能够及时发现故障位置，为检修提供基础。

附图说明

图1为现烤面包自动售卖机主视的剖面结构示意图；

图2为现烤面包自动售卖机中烤箱和送料装置的结构示意图；

图3为现烤面包自动售卖机中料斗的剖面结构示意图；

图4为现烤面包自动售卖机中挡板的剖面结构示意图；

图5为笼体结构图示意图；

图6为笼体底座主视剖面图示意图；

图7为下落装置结构图示意图；

图8为速冻半熟面包转运装置结构图示意图；

图9为隔热门结构图示意图；

图10为输送机构结构图示意图；

图11为现烤面包自动售卖机控制框图；

图12为基于现烤面包自动售卖机的面包制备方法控制流程图；

图13为t1为20s实验条件下t2与t2之间关系的曲线图；

图14为t1为40s实验条件下t2与t2之间关系的曲线图；

图15为t1为80s实验条件下t2与t2之间关系的曲线图；

图16为t3与t2之间关系的曲线图。

其中：1-箱体，2-制冷机，3-笼体，301-笼体底座，302-笼体架，303-挡杆，304-第三转轴，305-插杆，306-托料夹板，4-托架，5-下落装置，501-第一转轴，502-夹板，503-挡杆，504-电磁铁一，505-连杆，6-输送机构，61-输送带，62-第一挡板，63-主动辊，64-从动辊，65-第一电机，66-壳体，67-活动挡板，7-转运小车，701-框架，702-圆柱导轨，703-移动板，704-第二转轴，705-第二挡板，706-拨动销，707-电磁铁二，708-传动皮带，709-第二电机，8-隔热门，801-隔热堵头，802-密封条，9-线性电机，10-烤箱，11-电动抽屉，12-料斗，13-第三挡板，131-光滑层，132-隔热层，133-耐磨层，14-输送导向机构，15-操作屏，16-柱状速冻面包，17-条码打印机。

具体实施方式

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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。

下面将结合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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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。

以下各实施例中，现烤面包自动售卖机如图1-11所示，包括箱体1，箱体1上安装有制冷机2，箱体1内安装有托架4，托架4上端可拆卸的安装有竖向的笼体3，笼体3包括笼体3底座，笼体3底座上端安装有笼体架302，笼体架302为矩形，笼体架302内竖直排列一列速冻半熟面包，为增加存储量，同时增加更多的口味选择，笼体架302有两排，笼体架302上端安装有横向的挡杆，能够防止运输的过程中倾倒导致的速冻半熟面包撒落，笼体3底座上穿装有两根相互平行的第三转轴304，第三转轴304上位于笼体3底座内安装有托料夹板306，第三转轴304延伸至笼体3底座外加工有销孔，两第三转轴304之间通过销孔穿装有插杆305，插杆305穿装在两销孔之间时，两托料夹板306下端相对，能够防止速冻半熟面包下落，托架4上安装有用于控制笼体3内的速冻半熟面包下落的下落装置5，将笼体3放置在托架4上后，去除插杆305后，两托料夹板306下端向下旋转，速冻半熟面包下落至下落装置5上端，箱体1下端面上开有箱体1出料口，输送机构6设置在下落装置5下端与箱体1出料口之间，输送机构包括壳体66、两组输送带61和第一电机65，两组输送带61均设置有对应的主动辊63和从动辊64，且两个主动辊63均通过链条与同一个第一电机65传动连接，且两组输送带61旋转周期相同方向相反，两组输送带61的输出端均位于转运小车7的上方，主动辊63和从动辊64通过链条传动连接，第一电机65设置在壳体66的上方，输送带61的上方向下弯曲，第一挡板62设置在输送带61的上方，在输送柱状食品的过程中，能够通过第一挡板62与自身重力的作用下对柱状食品位置进行规整，输送机构6的内壁设置有两个活动挡板67，且两个活动挡板67位于输送带输出端的上方，当输送带61开始移动时，通过活动挡板67能够防止食品掉落，当输送带61带动柱状食品移动到活动挡板67下方时，此时能够推动活动挡板67向上转动，进而使柱状食品下落，转运小车7包括框架701，框架701上安装有两根相互平行的圆柱导轨702，两圆柱导轨702之间套装有两块相互平行的移动板703，两移动板之间安装有两根相互平行的第二转轴704，第二转轴上安装有挡板705，第二转轴延伸至移动板外垂直穿装有拨动销706，框架端部穿装有用于拨动拨动销的电磁铁二707，通过电磁铁二浮动杆能够带动拨动销旋转，框架内侧安装有传动皮带708，传动皮带708与前端的移动板连接，传动皮带能够带动移动板沿圆柱导轨702移动，传动皮带708的驱动轮连接有电机709，在使用时，前排的任一托架对应的笼体内的柱状速冻食品16下落时，直接通过两圆柱导轨之间的通道下落至箱体出料口。

上箱体1出料口相对应位置处安装有隔热门8，隔热门8上端安装有隔热堵头801，隔热堵头801上端面为平面，能够在速冻半熟面包下落时起导向作用，密封堵头外缘安装有密封条802，能够有效的密封，本实施例中，下落装置5包括安装在托架4上的两个相互平行的第一转轴501，两第一转轴501位于圆柱形速冻食品两侧，两第一转轴501延伸至托架4外连接有连杆505，托架4上与连杆505相对应位置处安装有电磁铁一504，电磁铁一504的浮动杆与连杆505中间位置连接，电磁铁一504动作的过程中能够带动两第一转轴501反向旋转，第一转轴501上安装有夹板502，夹板502中间位置与第一转轴501固定，常态下，夹板502下端相对，能够阻挡速冻半熟面包下落，当需要放出速冻半熟面包时，电磁铁一504动作，电磁铁一504的浮动杆通过连杆505带动第一转轴501及夹板502转动，两夹板502下端远离，放下待放出的速冻半熟面包，同时两夹板502的上端靠近，将待放出的速冻半熟面包上侧的速冻半熟面包阻挡，实现速冻半熟面包的逐个下落，为避免夹板502上端棱角挤压速冻半熟面包，在夹板上端内侧固定有横向的挡杆503，挡杆503为圆杆，下落的速冻半熟面包先通过输送导向机构14掉落至料斗12的内部，由于料斗12与烤箱连接，有较高的温度，能够进行预解冻，为预解冻料斗，通过料斗12对速冻食品进行提前解冻，并能够缩短速冻半熟面包下落所需的时间，提高对食品的加工效率，进而提高了出料效率，当需要对速冻半熟面包进行烘烤时，此时通过控制线性电机9的伸缩端收缩，带动第三挡板13移动，此时食品能够下落至烤箱10内部进行烘烤，通过双路控制，烘烤的过程中能够同时使柱状食品下落至料斗12内，进行下个食品的预解冻，第三挡板13包括设在第三挡板13上方的光板131，光板131的设置能够减小第三挡板13与柱状食品的摩擦力，设置在第三挡板13的下方的隔热层132和耐磨层133，耐磨层133的设置，防止第三挡板13来回伸缩将第三挡板13损坏，所述耐磨层133设置在隔热层132的下方，隔热层132能够减小料斗12内部的温度，防止出现柱状食品长时间受热，烘烤完毕后，成品现烤面包掉落至电动抽屉11的内部，当购买者通过网络在线上下单时，箱体1的外壁设置有用于操作下单的操作屏15，人员能够通过操作屏15操作下单，通过条码打印机17能够对现场购买的人员进行打印排队条码，同时能够通过手机软件进行远程下单，下单完毕后只需通过设备扫描二维码取货即可，能够实现人员快捷取货品。

电动抽屉，通过直线电机驱动，能够向外伸出，电动抽屉处均安装有光电传感器，用于检测面包。

加热装置为带有微波加热功能的烤箱，具体为上述的烤箱，烤箱控制烘烤功率为2500w，磁控管功率为800w。

在箱体上还安装有条码扫描仪，方便扫码取货，同超市寄存柜工作原理。

在箱体上还安装有条码打印机，打印出面包生产日期和订单信息。

中央工厂为具有食品生产许可证及专业食品生产设备的工厂，能够集中生产面团；中央厨房为具有餐饮经营许可证的店铺，能够根据需要制作分配柱状速冻半熟面包。

冷藏和冷冻标准按照国家标准执行，具体为冷藏温度0-10℃，冷冻温度低于-18℃。

控制部分由控制器、ad数据处理模块、传感器接收模块、通讯模块、消防保护模块及信号放大模块六个功能模块来实现。

控制器，为单片机控制器，选用stm32系列，用于处理经过ad数据模块处理的信号和传感器接收模块接收的面包位置信号，判断设备的运行状态是否正常，同时发出处理命令，经过信号放大模块，控制设备各个部件的运转。

ad数据模块，包含数字温度传感器采集冷藏室、落料机构仓、烤箱外环境的温度；包含热电偶采集烤箱内部温度；包含多个电流互感器用于监测烤箱内烘烤元件、微波发生器的工作状态。

传感器接收模块，用于控制器、传感器的过渡连接，起到交互通道的作用；传感器用于监测面包在自动贩卖机所处位置及监测面包载具的位置，从而间接得到面包位置。

通讯模块用来完成串口数据的收发功能，实现控制与上位机的通讯。

消防保护模块包含烟雾传感器、自动干粉灭火器、断路保护器，用于预防潜在的火灾；烤箱环境烟量达到一定浓度时，烟雾传感器将报警信号传送到控制模块，控制模块下发烤箱断电命令，停止烘烤；若出现明火，则断路保护器工作切断总电源，并引发自动干粉灭火器，消灭火源。

信号放大模块，用于增大控制信号强度，使控制信号足以驱动电机、电磁铁、烘烤元件、微波发生器、压缩机、风机。

以下各实施例中，步骤二中，若传感器一在5s内没有检测到转运小车，转运小车复位并重复执行步骤二，若重复3次传感器一均没有检测到转运小车，控制器向上位机发送故障信号r1。

步骤三中，控制器给仓位h对应的电磁铁一信号q3，电磁铁一延时0.5s吸合，若15s内转运小车上的传感器二没有检测到货物，控制器向上位机发送故障信号r2。

步骤四中，隔热门处的传感器三10s内没有检测到转运小车，控制器向上位机发送故障信号r3。

步骤五中，若5s内预解冻料斗内的传感器四没有检测到货物，隔热门开启至1/4行程，电磁铁二吸合，隔热门继续开启至全开，电磁铁二断开，若预解冻料斗内的传感器四检测到货物，则执行步骤六，若预解冻料斗内的传感器四检测到货物，控制器向上位机发送故障信号r4。

步骤六中，预解冻料斗打开，延时2s关闭，若2s后预解冻料斗内的传感器四检测到货物，控制器向上位机发送故障信号r5。

步骤七中，烤箱门打开，若5s内烤箱门处的传感器五没有检测到烤箱门打开，且电动抽屉处检测到货物，控制器向上位机发送故障信号r6；若5s内烤箱门处的传感器五没有检测到烤箱门打开，且电动抽屉处没有检测到货物，控制器向上位机发送故障信号r7。

步骤八中，电动抽屉处的传感器五检测不到货物，电动抽屉收回，若仓体内的传感器六10s内没有检测到电动抽屉，控制器向上位机发送故障信号r8。

r1-r8均为数字信号，能够被上位机准确区分，以显示故障位置。

传感器一、传感器三、传感器六，为接近开关，用于检测面包载具，位置；

传感器二、传感器四、传感器五，为光栅，能够检测货物。

以下各实施例中，货物为柱状面包，可以通过如下步骤获得：

a，在中央工厂按重量称取高筋面粉500kg、酵母粉6kg、牛奶220kg、白糖80kg、食盐1kg、鸡蛋90kg、食用油60kg备用；

将酵母粉、牛奶、白糖、食盐、鸡蛋、食用油混合后得到牛奶混合物，将牛奶混合物与高筋面粉搅和，搅和15min后第一次打面，再经过1.5h后进行第二次打面，得到面团；

将面团放置在操作台上，然后将面团分团，得到适合制作面包的分面团，冷藏或者冷冻备用；

b，通过冷链将面团运送至中央厨房，在中央厨房内将分面团放入醒面箱内醒发20min，取出后将分面团加馅后搓成圆柱状，然后放入圆柱状模具内，将模具放入醒面箱内，醒发20min后取出，得到圆柱状生面包，圆柱状面包长度为235mm，直径为48mm，其中醒面箱内空气相对湿度为70%，温度35℃；

将圆柱状生面包放入预设温度200℃的烤箱内，烘焙至表面呈浅黄色，冷却至室温后放入冷藏柜/冷冻柜内速冻，得到速冻半熟面包，冷藏或者冷冻备用。

实施例1

如图12所示，一种现烤面包自动贩卖机的面包烘焙方法，包括以下步骤：

步骤一，定位，通讯模块接收上位机信号q1，控制器解析q1并确定对应货物的仓位h；

步骤二，小车寻位，控制器给转运小车启动信号q2，控制器监测仓位h处的传感器一状态，传感器一检测到转运小车，转运小车停止移动；

步骤三，货仓下料，控制器给仓位h对应的电磁铁一信号q3，控制器同时给输送带启动信号q4，输送带开始动作，电磁铁一吸合，货物下落至转运小车上，转运小车上的传感器二检测到货物；

步骤四，转运，控制器给转运小车一个启动信号q5，转运小车移动至隔热门处，隔热门处的传感器三检测到转运小车，转运小车停止移动；

步骤五，落料，控制器给转运小车的电磁铁二信号q6，电磁铁二吸合，货物下落至隔热门上，电磁铁二断开，控制器给电磁铁给隔热门信号q7，隔热门打开，货物下落至预解冻料斗内，隔热门关闭，预解冻料斗内的传感器四检测到货物；

步骤六，制熟，预解冻料斗内的温度传感器一检测温度t1，控制器的计时器开始计时，待烤箱内的货物加工完成并出料后，控制器给预解冻料斗信号q8，预解冻料斗打开，控制器计时t1，控制器检测烤箱内的温度t2，控制器根据t1、t1、t2的数值，计算烤箱的加工参数，加工参数包括微波加工时间t2、电加热管工作时间t3，控制器根据加工参数控制烤箱工作；

步骤七，出货，烤箱门打开，出料，烤箱门关闭，货物落入电动抽屉中，电动抽屉处的传感器五检测到货物；

步骤八，取货，上位机给控制器一个信号q9，控制机解析q9并给电动抽屉一个信号q10，电动抽屉动作，将货物送出，客户取货后，电动抽屉处的传感器五检测不到货物，电动抽屉收回。

本实施例中，步骤六中，微波加工时间t2通过以下计算方法计算：

即烤箱内温度为t2，预热时间为t1，则微波烘烤时间为t2，根据实际测试数据，对数据分析并反复修正，得到对应规则为。

当t1≤15s时，t2=105s。

当15s≤t1≤105s且t2≥75℃时，t2=130s-t1；

当t1≥105s且t2≥60℃时，t2=35。

其它情况下t2=-13.93ln(t2)s-0.57t+154s。

由于微波加热能够快速的将面包烘焙熟，在测量得到烤箱内初始温度t2、预解冻料斗内的温度t1、预解冻时间t1的情况下，能够得到相应的微波加热时间t2，在保证面包成熟的情况下，降低能耗。

步骤六中，电加热管工作时间t3通过以下计算方法计算：

烘烤前烤箱内温度为t2，预解冻料斗内的温度为t1，电加热管工作时间t3，根据实测数据，并进行数据拟合得到对应规则为，

当t1≤15℃时，若t2＜t1+5℃，则t3=115s-t1s，该处取t1的数值。

当t1＞15℃时，

若t2≤35℃,则t3=88s；

若35℃＜t2＜133℃,则t3=s，该处的t2为数值；

若t2≥133℃,则t3=40s。

电加热管通过辐射放热，能够使面包表面形成硬痂，不仅能够改变面包的口感，还能够减小面包内部的热散失，延长面包变凉的时间，还能够使面包具备一定的硬度，方便抓握，通过上述计算方法得到时间t3，能够保证面包表面结痂程度适中，避免过软或者烤糊。

以上各计算方法的检测结果，曲线见图13-16。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。