[发明专利]一种协同式精准营养食品3D打印系统及方法

权利要求书

1.一种协同式精准营养食品3D打印系统，其特征在于：包括传送装置、多台3D食品打印机、备用料组件以及六轴机器人；

所述传送装置包括传送带以及驱动组件，所述传送带呈C型，所述传送带上沿C型延伸方向间距设置有多个托盘，所述驱动组件驱动所述传送带带动所述托盘移动；

所述多台食品3D打印机安装在所述传送带的上方并沿所述传送带的C型延伸方向间距设置，相邻所述食品3D打印机之间的间距与相邻所述托盘之间的间距相同，所述食品3D打印机包括料筒以及与料筒连接的打印头；

所述备用料组件包括物料台以及设置在所述物料台上的多个备用料筒，所述物料台设置在所述传送带的C型内侧；

所述六轴机器人的端部安装有夹具，所述六轴机器人设置在所述传送带的C型的内部中心位置，所述六轴机器人通过夹具将托盘上加工完成的食品放置到出料处，并通过夹具将备用料筒更换到食品3D打印机的打印头上；

所述食品3D打印机连接有第一电机和第二电机，所述第一电机和第二电机控制所述打印头运行区域在一个平面上。

2.根据权利要求1所述的协同式精准营养食品3D打印系统，其特征在于：所述传送装置还包括传送支架，所述传送支架为与所述传送带适配的C型，所述传送支架在其C型延伸方向上间隔设置有多根传送辊，所述传送带铺设在所述传送辊上；

所述驱动组件为电机，所述电机与位于传送支架的C型末端的传送辊连接并驱动该传送辊带动传送带移动。

3.根据权利要求2所述的协同式精准营养食品3D打印系统，其特征在于：所述传送支架上设置有两层传送辊，所述传送带覆盖在上层传送辊的上方和下层传送辊的下方形成双层C型连续式循环带。

4.根据权利要求1所述的协同式精准营养食品3D打印系统，其特征在于：多台所述食品3D打印机分别通过打印机支架安装在所述传送带C型的内侧，所述打印机支架包括横向固定框和竖向立柱，所述食品3D打印机固定在所述横向固定框上，所述竖向立柱的上端与所述横向固定框固定连接，所述竖向立柱的下端与所述传送支架的内侧连接，且所述竖向立柱下端与所述传送支架的固定高度可调。

5.根据权利要求1所述的协同式精准营养食品3D打印系统，其特征在于：所述夹具上设置有柔性材料。

6.根据权利要求1-5任一项所述的协同式精准营养食品3D打印系统，其特征在于：所述料筒远离所述打印头的一端连接有气管，所述气管与气泵连接，所述气管上设置有电磁阀，所述电磁阀控制料筒内的气压间隔性的增加与减小。

7.根据权利要求1-5任一项所述的协同式精准营养食品3D打印系统，其特征在于：所述物料台上设置有多个料筒架，多个所述备用料筒设置在所述料筒架上；

所述物料台上还放置有模型铲。

8.根据权利要求1-5任一项所述的协同式精准营养食品3D打印系统，其特征在于：多个所述托盘安装在所述传送带长度方向的中心线上。

9.一种协同式精准营养食品3D打印方法，包括利用上述权利要求1-8任一项所述的协同式精准营养食品3D打印系统，其特征在于包括如下步骤：

步骤1，将装好物料的备用料筒放置到料理台上，将各台食品3D打印机上分别安装好装满所需物料的料筒并在料筒远离所述打印头的一端连接好气管；

其中沿传送带的运行方向各台食品3D打印机的打印头距离托盘的距离依次递增，各台食品3D打印机分别正对所述传送带上的一个托盘，沿传送带的运行方向各个食品3D打印机的料筒依次放置待加工食品从下到上的各层或各区域物料；

步骤2，启动协同式精准营养3D食品打印系统，第一个工位的食品3D打印机通过机器人精准营养设计程序中设置的营养需求，按数量要求分别取其对应料筒中的物料在托盘上打印完一层物料，传送带将托盘输送至第二工位，第二工位的食品3D打印机又通过机器人程序中设置的营养需求，按数量要求再分取其对应料筒中的物料打印上一层物料后，传送带继续将托盘输送到第三工位，第三工位的食品3D打印机再进行一层物料打印，依次流水式地旋转打印，直到最后一个工位的食品3D打印机通过机器人程序中设置的营养需求打印完食品的最后一层物料同时相应获得立体的、具有多种物料和多种营养成分精准组合的3D打印食品；

步骤3，六轴机器人根据预先设定的食品铲的定位点夹取物料台上的食品铲，调整角度将步骤2打印的食品坯铲起放到传送带之外的固定出料位，托盘继续随传送带输送到第一工位循环利用；

步骤4，其中一个工位的食品3D打印机的料筒内物料用完后，六轴机器人根据预先设定的该料筒的定位点先将该工位的料筒上的气管拔下，再将料筒从打印头上拆卸下来并放置到物料台上；

然后六轴机器人再根据预先设定的该工位物料对应的备用料筒的定位点，夹取物料台上放置有该工位所需备物料的备用料筒，安装在该工位的打印头上；

最后六轴机器人将气管重新插接到新安装的料筒上，从而完成一次料筒更换。