[发明专利]基于3D打印的奶油蛋糕加工方法及自动售卖机

说明书

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种基于3D打印的奶油蛋糕自动售卖机和一种基于3D打印的奶油蛋糕加工方法。

背景技术

目前，奶油蛋糕的制作基本上都是通过人工来实现，制作出的奶油蛋糕外形很大程度上由奶油蛋糕的加工技师的技艺来决定，导致奶油蛋糕的形状单一、式样简单，无法满足客户的个性化需求和参与性带来的乐趣，并且加工速度较慢，用户等待时间长。

针对上述问题，现有技术中提出了利用3D(3Dimensions，三维)打印技术加工奶油蛋糕，摆脱对加工技师技术的依赖，实现自动化加工奶油蛋糕，提高了加工速度，在形状方面，3D打印的奶油蛋糕的形状可以更复杂，但现有专利存在的问题有：加工速度慢，加工出的奶油蛋糕颜色单一，自动售卖机的操作过程繁琐复杂，用户的使用体验不好，无法满足用户的个性化需求。

此外，现有的奶油蛋糕加工大部分在店铺中进行，成本和工作量都较大。

发明内容

针对上述问题中存在的不足之处，本发明提供了一种基于3D打印的奶油蛋糕自动售卖机和加工方法，通过三轴运动装置的配合运动，带动托料盘将胚料支架上架设的盛装蛋糕胚料的托盘托起，带动托盘运动到加工工位上。客户根据个性化需求，根据自身喜好确定奶油蛋糕的花样、颜色和文字，通过终端APP选择或制作蛋糕式样。根据用户选定的蛋糕式样对应的轨迹，控制器控制机械臂带动奶油喷嘴运动，同时与料筒连接的空压机运转，挤压料筒内的奶油通过管路从奶油喷嘴中挤出，提高了奶油蛋糕颜色和式样的丰富性，提高了制作出的蛋糕式样的加工速度，从而提升了用户的使用体验，满足了用户的个性化需求，同时降低了成本。

为实现上述目的，本发明的第一方面提供了一种基于3D打印的奶油蛋糕自动售卖机，包括：至少一个盛装奶油的料筒，所述料筒的一端通过管路与空压机相连，另一端通过管路与奶油喷嘴相连，所述奶油喷嘴安装在机械臂的前端；所述机械臂包括三个绕相互垂直的方向转动的电机，所述机械臂固定安装在基座上；至少一个盛装蛋糕胚料的托盘，所述托盘架设于胚料支架上；三轴运动装置，所述三轴运动装置包括X轴组件、Y轴组件和Z轴组件，所述Y轴组件安装在所述框架的两侧，所述X轴组件安装在相对设置的Y轴组件上，所述Z轴组件安装在所述X轴组件上；托料盘，所述托料盘安装在所述Z轴组件上，在所述三轴运动装置的带动下托起所述托盘运动到指定位置；控制器，所述控制器与所述空压机相连接，用于控制所述空压机的运转时间和运转功率，所述控制器与所述机械臂的电机相连接，用于控制所述机械臂的电机的运转方向、运转时间和运转功率，所述控制器与所述三轴运动装置相连接，用于控制所述三轴运动装置按照预设的轨迹运动。

在该技术方案中，通过三轴运动装置的配合运动，带动设置在Z轴组件上的托料盘运动，将胚料支架上架设的盛装蛋糕胚料的托盘托起，带动托盘运动到加工工位上，从而按照客户选定的蛋糕式样对应的轨迹，控制机械臂带动奶油喷嘴运动，同时与料筒连接的空压机运转，挤压料筒内的奶油通过管路从奶油喷嘴中挤出。在蛋糕加工完成后，控制三轴运动装置托起托盘运动到该蛋糕胚料的原位置。在接收到取出蛋糕的指令时，三轴运动装置托起该指令所指定的蛋糕所在的托盘，将托盘带动到框架边缘处。通过三轴运动装置和机械臂的相互配合运动，提高了奶油蛋糕的加工速度，从而提升了用户的使用体验。

具体地，机械臂的运动轨迹由机械臂上三个电机带动的，该三个电机的转动方向相互垂直，使得机械臂能够在三维立体方向上进行运动，奶油喷嘴能够到达伸展范围内的任一位置，奶油喷嘴的具体位置通过三维坐标进行标定，根据机械臂的三个电机的运转时间、运转方向、运转功率计算出机械臂的运动路径，从而计算得出奶油喷嘴的实时三维坐标。

其中，两个基座分别安装在框架的两侧，两基座之间留出一段空位，作为蛋糕的加工工位，两个机械臂分别安装在靠近加工工位的两侧的基座上。胚料支架和料筒安装在框架的上部。