3D产品生产系统及方法与流程

3d产品生产系统及方法
技术领域
1.本发明涉及食品加工技术领域，尤其涉及一种3d产品生产系统及方法。


背景技术：

2.现有3d冰淇淋产品生产过程较为复杂，通常用手工的生产方式，该种方式需要耗费较多的人工、时间成本，生产效率低下，难以实现量产，并且，所生产的产品之间存在个体差异，难以统一外观，导致消费者的使用体验不佳。


技术实现要素：

3.本发明提供一种3d产品生产系统及方法，用以解决现有技术中3d冰淇淋产品生产效率低的问题。
4.本发明提供一种3d产品生产系统，包括：
5.模具移送装置，设置有模具暂存工位和灌注工位，并适于将所述模具暂存工位的模具移送至所述灌注工位；
6.灌注设备，适于向所述灌注工位上的模具灌注料液；
7.脱模装置，适于对灌注有料液的模具进行冷冻处理形成冻结的产品，并将所述冻结的产品移出模具；
8.清洗装置，适于清洗所述脱模装置上完成脱模后的模具；
9.转移装置，适于将所述灌注工位上的模具转移至所述脱模装置，以及将所述脱模装置上的模具转移至所述暂存工位。
10.根据本发明提供的一种3d产品生产系统，所述模具移送装置包括：
11.暂存单元，位于所述暂存工位，用于堆叠模具；
12.移送单元，位于所述灌注工位，用于将所述暂存单元内的模具移送到所述灌注工位，并使移出的模具水平排布。
13.根据本发明提供的一种3d产品生产系统，所述暂存单元设置有至少两个，所述移送单元上方设置有至少两个与所述暂存单元对应的移送通道，所述移送单元适于同时移送各所述暂存单元内的模具。
14.根据本发明提供的一种3d产品生产系统，所述脱模装置包括：
15.暂存平台，所述暂存平台上形成有暂存槽，用于暂存模具；
16.冻结单元，适于对所述暂存平台上的模具及模具内的料液进行冷冻处理；
17.顶升单元，设置在所述暂存平台的下侧，所述顶升单元适于向上推压模具的底部使模具内的产品脱离模具。
18.根据本发明提供的一种3d产品生产系统，所述冻结单元包括冻结箱，所述冻结箱的上侧形成开口，以适于罩设在模具的外侧进行冷冻处理。
19.根据本发明提供的一种3d产品生产系统，所述冻结单元还包括移动组件，所述移动组件连接所述冻结箱，以适于驱动所述冻结箱移动至不同的模具位置。
20.根据本发明提供的一种3d产品生产系统，所述清洗装置包括清洗喷头，所述清洗喷头布置在所述脱模装置的上方，以适于向模具内喷洒清洗液。
21.根据本发明提供的一种3d产品生产系统，所述清洗喷头形成有多个喷孔，各所述喷孔周向均匀布置。
22.根据本发明提供的一种3d产品生产系统，所述清洗装置还包括回收单元，所述回收单元适于回收所述清洗喷头喷出的清洗液。
23.本发明还提供一种3d产品生产方法，包括：
24.向模具内灌注料液；
25.对灌注有料液的模具进行冷冻处理形成冻结的产品；
26.将所述冻结的产品移出模具；
27.清洗已移出产品的模具。
28.本发明提供的3d产品生产系统及方法，将料液灌注到模具内后对灌注有料液的模具进行冷冻处理使料液冻结形成与模具内腔形状相同的产品，之后进行脱模即可得到所需要的3d产品，使用后的模具清洗后可以重复使用，实现循环生产，由此能够实现3d产品的自动化生产，替代手工生产过程，不仅提高了生产效率，降低了生产成本，而且能够使产品的外观一致。
附图说明
29.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
30.图1是本发明提供的一种3d产品生产系统表现整体结构的俯视图；
31.图2是本发明提供的一种3d产品生产系统中表现模具移送装置结构的示意图；
32.图3是本发明提供的一种3d产品生产系统中暂存单元的结构示意图；
33.图4是本发明提供的另一种3d产品生产系统中暂存单元的结构示意图；
34.图5是本发明提供的又一种3d产品生产系统中暂存单元的结构示意图；
35.图6是本发明提供的一种3d产品生产系统中脱模装置的结构示意图；
36.图7是本发明提供的一种3d产品生产系统中清洗喷头的结构示意图；
37.图8是本发明提供的一种3d产品生产系统中回收单元的结构示意图；
38.附图标记：
39.100、模具移送装置；110、暂存单元；111、存放件；112、定位板；113、第一定位驱动件；114、定位齿轮；115、第二定位驱动件；120、移送单元；130、限位板；131、移送通道；
40.200、灌注设备；
41.300、脱模装置；310、暂存平台；311、支撑板；312、暂存槽；313、支撑腿；320、冻结单元；321、冻结箱；322、移动组件；330、顶升单元；331、顶升块；332、第二升降驱动件；
42.400、清洗装置；410、清洗喷头；411、瓣片；420、回收单元；421、回收吸嘴；422、回收桶；423、回收泵；
43.500、转移装置；510、高度调整件；520、吸盘；530、水平调整件。
具体实施方式
44.下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
45.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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实施例和简化描述，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实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
46.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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。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实施例中的具体含义。
47.在本发明实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
48.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
49.下面结合图1至图8描述本发明实施例的3d产品生产系统，该3d产品生产系统能够实现3d冰淇淋的自动化生产，提高生产效率，降低生产成本。需要说明的是，本发明实施例的3d产品生产系统进行产品生产时所采用的模具为硅胶模，其内腔形状与所生产的产品形状相同。
50.根据本发明实施例的3d产品生产系统，包括模具移送装置100、灌注设备200、脱模装置300、清洗装置400和转移装置500，模具移送装置100设置有模具暂存工位和灌注工位，暂存工位用于存放产品生产所需的模具，灌注工位是进行灌注作业的场所，在灌注工位模具的摆放姿态能够方便地进行灌注操作，在一种可选方式中，模具采用杯状结构，模具开口向上并稳定地摆放在灌注工位上，能够为灌注操作创造条件。模具移送装置100还适于将模具暂存工位的模具移送至灌注工位，以实现连续生产。灌注设备200适于向灌注工位上的模具灌注料液。脱模装置300适于对灌注有料液的模具进行冷冻处理形成冻结的产品，并将冻结的产品移出模具。模具内的料液冻结后所形成的产品与模具内腔的形状相同，即为所需要的3d产品形状。清洗装置400适于清洗脱模装置300上完成脱模后的模具，去除模具中残
留的料液。转移装置500适于将灌注工位上的模具转移至脱模装置300，以及将脱模装置300上的模具转移至暂存工位，这里需要说明的是，转移装置500是将灌装工位上已经完成灌注操作的模具移送至脱模装置300，以及将脱模装置300上清洗完成的模具移送至暂存工位。
51.如图2所示，在本发明一些实施例中，模具移送装置100包括暂存单元110和移送单元120。
52.暂存单元110位于暂存工位，用于堆叠模具，本发明实施例中的暂存单元110优选为沿竖直方向堆叠模具，并保持模具的开口向上，可以省去摆正模具的步骤。当然在一些实施例中，也可以沿水平方向或倾斜堆叠模具，并在转移模具时利用例如导向筒或机械手等结构调整模具的角度。
53.可选地，暂存单元110包括存放件111，存放件111可以为筒状结构，也可以为例如弧形板结构，存放件111的上侧形成模具存入的开口，转移装置500可以将模具由上侧的开口位置存入存放件111内，存放件111的下侧形成模具出口。
54.暂存单元110逐个投放模具，下面示例性地描述两种逐个投放模具的形式：
55.在一种可选形式中，如图3、图4所示，暂存单元110还包括定位板112和第一定位驱动件113。定位板112活动地安装在存放件111的下部，适于在第一状态和第二状态之间切换，在第一状态下，定位板112与存放件111中位于底部的模具接触，阻挡模具下落，在第二状态下，定位板112脱离存放件111中位于底部的模具，模具在重力作用下自动下落。第一定位驱动件113与定位板112连接，适于驱动定位板112在第一状态和第二状态之间切换。定位板112重复在第一状态和第二状态之间切换的过程中可以实现存放件111内的模具可以逐个投放。
56.可以理解的是，定位板112可以采用伸缩的活动形式，也可以采用旋转的活动形式。参见图3，当定位板112采用伸缩的活动形式时，定位板112滑动连接于存放件111，第一定位驱动件113可以采用例如伸缩电机、气缸或液压缸，定位板112固定设置在第一定位驱动件113的活动端，当第一定位驱动件113伸缩时带动定位板112滑动；参见图4，当定位板112采用旋转的活动形式时，定位板112偏心设置，第一定位驱动件113可以采用旋转电机，第一定位驱动件113通过例如齿轮组、皮带或链条与定位板112的转轴连接，第一定位驱动件113运行时带动定位板112旋转。
57.在另一种可选形式中，如图5所示，暂存单元110还包括定位齿轮114和第二定位驱动件115，定位齿轮114的转轴水平，定位齿轮114的齿牙对模具形成限位，第二定位驱动件115采用旋转电机，定位齿轮114与旋转电机的转轴传动连接，当旋转电机运行时带动定位齿轮114旋转，逐个投放模具。
58.移送单元120位于灌注工位，用于将暂存单元110内的模具移送到灌注工位，并使移出的模具水平排布。移送单元120可以采用传送带或传送链板，当暂存单元110内的模具投放到移送单元120时，移送单元120带动模具向灌装工位移动。可以理解的是，由于暂存单元110逐个投放模具，因此移送单元120移送堆叠的模具时是将各模具逐个移送，由此可以使移出的模具水平排布，方便进行灌注操作。
59.在本发明一些实施例中，暂存单元110设置有至少两个，移送单元120上方设置有至少两个与暂存单元110对应的移送通道131，移送单元120适于同时移送各暂存单元110内的模具。当各暂存单元110同时投放模具时，不同暂存单元110投放的模具沿垂直于移送通
道131的方向排布，且同一个暂存单元110投放的模具沿移送通道131排布。
60.可选地，移送单元120的上方设置有限位板130，移送通道131为限位板130上开设的沿移送单元120移送方向延伸的凹槽，暂存单元110投放的模具落在移送通道131内，由移送单元120带动平移。
61.本发明实施例中的灌注设备200至少包括用于存放料液的储罐、提供灌注动力的泵体和连通泵体的灌注头，泵体将储罐内的料液泵出后通过灌注头灌注到模具内。可以理解的是，灌注设备200可以包括多个灌注头，同时为多个模具灌注料液。
62.如图6所示，在本发明一些实施例中，脱模装置300包括暂存平台310、冻结单元320和顶升单元330。
63.暂存平台310上形成有暂存槽312，用于暂存模具，具体地，暂存平台310包括支撑板311和支撑腿313，支撑腿313与支撑板311固定连接，暂存槽312设置在支撑板311上。暂存槽312贯穿支撑板311，模具放置在暂存槽312内时，模具的上端开口位于支撑板311上方，模具的下部分位于支撑板311的下方。
64.冻结单元320适于对暂存平台310上的模具及模具内的料液进行冷冻处理，随着模具内的料液温度降低形成冻结的产品。
65.可选地，冻结单元320包括冻结箱321，冻结箱321的上侧形成开口，以适于罩设在模具的外侧进行冷冻处理。进行冷冻处理时，可以向冻结单元320内通入冷却液或冷却气体，本发明实施例中向冻结箱321内通入液氮进行冷冻。
66.可选地，支撑板311上设置有多个暂存槽312，各暂存槽312内可以分别放置一个模具。进一步地，冻结箱321可以同时罩设在多个模具的外侧，同时为多个模具进行冷冻处理。
67.在本发明一些实施例中，冻结单元320还包括移动组件322，移动组件322连接冻结箱321，以适于驱动冻结箱321移动至不同的模具位置。
68.在一些可选方案中，移动组件322包括第一升降驱动件和第一横移驱动件，第一升降驱动件连接冻结箱321和第一横移驱动件，第一升降驱动件适于驱动冻结箱321升降，第一横移驱动件适于驱动第一升降驱动件和冻结箱321水平移动。第一升降驱动件可以为伸缩电机、气缸或液压缸。第一横移驱动件包括第一平移滑轨和第一平移驱动件，第一平移滑轨水平设置，第一升降驱动件滑动设置在第一平移滑轨上，第一平移驱动件包括第一平移电机、第一驱动螺杆和第一驱动螺栓，第一驱动螺杆平行于第一平移滑轨，第一驱动螺栓与第一升降驱动件固定连接，第一电机通过齿轮组、皮带或链条与第一驱动螺杆传动连接，当第一电机运行时带动第一驱动螺杆轴向旋转，进而通过第一驱动螺栓带动第一升降驱动件水平移动。
69.在另一些可选方案中，移动组件322包括机械臂，机械臂的活动端与冻结箱321固定连接，以适于驱动冻结箱321移动。
70.当然，在本发明一些实施例中，也可以通过转移装置500实现模具在不同暂存槽312之间的转移，以替代利用移动组件322调整冻结箱321位置的方案。
71.根据本发明实施例的3d产品生产系统，顶升单元330设置在暂存平台310的下侧，顶升单元330适于向上推压模具的底部使模具内的产品脱离模具，完成脱模操作。在脱模完成后可以通过机械臂夹出冻结的产品，随后冻结的产品可以进行包装等后续处理，模具则可以通过清洗装置400进行清理。
72.可选地，顶升单元330包括顶升块331和顶升驱动件，顶升驱动件适于驱动顶升块331升降，顶升块331适于推压模具的底部。在一种可选方案中，顶升驱动组件包括第二升降驱动件332，第二升降驱动件332可以为竖向设置的伸缩电机、气缸或液压缸，第二升降驱动件332的顶部连接顶升块331。在另一些可选方案中，顶升驱动件包括机械臂，机械臂的活动端与顶升块331固定连接，以适于驱动顶升块331升降。
73.可以理解的是，本发明实施例中的模具具有弹性，能够在于顶升单元330脱离后自动恢复至原有形状。
74.在本发明一些实施例中，清洗装置400包括清洗喷头410，清洗喷头410布置在脱模装置300的上方，以适于向模具内喷洒清洗液。可选地，清洗喷头410的内部设置有旋转叶片，清洗喷头410内通入的高速活动的清洗液体经过旋转叶片的旋流腔使液体冲击反弹后构成雾化颗粒，并经过喷嘴出口喷出构成喷雾。
75.可选地，如图7所示，清洗喷头410形成有多个喷孔，各喷孔周向均匀布置。具体地，可以将喷头的开孔位置布置多个瓣片411，各瓣片411周向均匀布置，相邻的瓣片411之间构成喷孔。由此，喷头可以朝向不同的方向喷出清洗液，使得模具内部无死角区域。
76.可选地，清洗喷头410设置有两个以上，从而便于对两个以上的模具进行清洗。
77.清洗装置400还包括清洗箱和清洗泵，清洗箱内存放清洗液，清洗泵连通清洗箱和清洗喷头410，清洗泵运行时将清洗箱内的清洗液泵送至清洗喷头410，并通过清洗喷头410喷出。
78.在本发明一些实施例中，如图8所示，清洗装置400还包括回收单元420，回收单元420适于回收清洗喷头410喷出的清洗液。
79.可选地，回收单元420包括回收吸嘴421、回收桶422和回收泵423，回收箱分别与回收泵423和回收吸嘴421连通，回收泵423运行时使回收桶422内形成负压，将回收吸嘴421伸入模具内可以将清洗液回收至回收桶422内。
80.可选地，回收吸嘴421设置有两个以上，进一步地，回收吸嘴421与清洗喷头410对应设置，回收更方便。
81.可选地，回收桶422通过过滤设备连通清洗箱，将回收桶422内的清洗液回流至清洗箱内。
82.在本发明一些实施例中，清洗装置400还包括清洗驱动件，清洗驱动件可以采用机械臂结构，清洗喷头410和回收吸嘴421安装在清洗驱动件上，清洗喷头410和回收吸嘴421的连接管路采用软管就，以便于将清洗喷头410和回收吸嘴421移动至工作位置。此处需要说明的是，当清洗喷头410和回收吸嘴421安装在固定位置时，可以利用转移装置500将模具移送至清洗喷头410和回收吸嘴421所在的位置进行清洗。
83.在本发明一些实施例中，清洗装置400还包括吹干设备，吹干设备向清洗后的模具提供冷风或热风，使模具保持干燥，为后续使用做好准备。
84.在本发明一些实施例中，转移装置500包括转移滑轨(图中未示出)、高度调整件510和吸盘520，吸盘520能够吸附模具，吸盘520安装在高度调整件510上，高度调整件510可以为竖向设置的伸缩电机、气缸或液压缸，高度调整件510能够驱动吸盘520升降。转移滑轨水平设置，且延伸至模具移送装置100和脱模装置300的上方，高度调整件510与转移滑轨滑动连接，转移滑轨可以带动高度调整件510和吸盘520水平移动，实现模具在适于在暂存工
位、灌注工位和脱模装置300之间的转移。
85.可选地，吸盘520水平布置有两个以上，其数量可以与暂存单元110的数量对应，以便于同时转移两个以上的模具。
86.可选地，转移装置500还包括水平调整件530，水平调整件530可以使用伸缩电机、气缸或液压缸作为动力件，水平调整件530连接高度调整件510和吸盘520，以便于调整吸盘520的水平位置，能够更方便地与模具对齐。
87.下面对本发明提供的3d产品生产方法进行描述，下文描述的3d产品生产方法与上文描述的3d产品生产系统可相互对应参照。
88.根据本发明实施例的3d产品生产方法，该方法可以利用本发明实施例的3d产品生产系统实现，具体地，该方法包括：
89.s1、向模具内灌注料液。将暂存工位上的模具移送至灌注工位后，通过灌注设备200向模具内灌注料液，此过程中可以同时对两个以上的模具进行灌注，以提高灌注的效率。
90.s2、对灌注有料液的模具进行冷冻处理形成冻结的产品。通过转移装置500将灌注有料液的模具转移至脱模装置300的暂存平台310上，通过冻结单元320对模具进行冷冻处理，使模具内的料液冻结，此时冻结形成的产品形状与模具的形状相同。
91.s3、将冻结的产品移出模具。利用顶升单元330推压模具的底部，能够使模具内的产品脱离模具，完成脱模过程。脱模后的冻结产品可以通过机械臂等设备夹持移走进行包装等处理。
92.s4、清洗已移出产品的模具。通过清洗装置400向已移出产品的模具喷洒清洗液，实现对模具的清洗，可选地，模具清洗完成后利用回收单元420回收模具内的清洗液，避免造成浪费，同时也能够避免模具内存留清洗液。通过转移装置500可以将完成清洗后的模具转送会模具移送装置100，进行重复使用。
93.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。