新型三明治產(chǎn)售一體機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

周雨松 華 亮,2

(1. 南通大學(xué)電氣工程學(xué)院，江蘇 南通 226019；2. 江蘇省新能源裝備及其智能測(cè)控重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南通 226019)

隨著經(jīng)濟(jì)、技術(shù)的發(fā)展和人們生活方式的改變，以自動(dòng)售貨機(jī)為代表的自助服務(wù)設(shè)備在全球迅速普及。在商品銷(xiāo)售種類(lèi)方面，從最初的飲料和零食等可長(zhǎng)期存儲(chǔ)的商品，到現(xiàn)在的水果自動(dòng)榨汁售賣(mài)機(jī)、現(xiàn)烤的披薩機(jī)等等，自動(dòng)售賣(mài)機(jī)不斷地往人性化、可定制化的方向發(fā)展，使得自動(dòng)售貨機(jī)的機(jī)械復(fù)雜度和控制難度越來(lái)越大。

在自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)方面，如文獻(xiàn)[1～2]中采用ARM等微控制器作為主控制芯片搭建嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，用以控制售貨機(jī)收取貨幣、找零、驅(qū)動(dòng)出貨電機(jī)，并且采用良好的圖形界面指導(dǎo)消費(fèi)者購(gòu)物；文獻(xiàn)[3～5]中以PLC為控制器對(duì)自動(dòng)售貨機(jī)的控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括數(shù)據(jù)采集模塊、紙幣識(shí)別模塊、通信模塊等，同時(shí)設(shè)計(jì)了基于三菱觸摸屏的人機(jī)界面方便用戶使用。

在通訊設(shè)計(jì)與監(jiān)控系統(tǒng)方面，文獻(xiàn)[6]中針對(duì)自動(dòng)售貨機(jī)的單機(jī)運(yùn)營(yíng)模式的缺陷，提出聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控的實(shí)施方案，通過(guò)CDMA網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)售貨機(jī)的聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)，制定消息傳輸應(yīng)答措施和界面查詢系統(tǒng)，跟蹤銷(xiāo)售和運(yùn)行狀況，并與數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行結(jié)合；文獻(xiàn)[7]中基于GPRS的自動(dòng)售貨機(jī)監(jiān)控管理系統(tǒng)及時(shí)獲得自動(dòng)售貨機(jī)相關(guān)的可靠數(shù)據(jù)；文獻(xiàn)[8]中在利用GPRS在售貨機(jī)與數(shù)據(jù)中心組網(wǎng)的基礎(chǔ)上，采用EVA-DTS建立數(shù)據(jù)的格式，設(shè)計(jì)了實(shí)時(shí)的、安全度高的監(jiān)控系統(tǒng)，能夠有效保障自動(dòng)售貨機(jī)與數(shù)據(jù)中心穩(wěn)定的通信。

目前的售貨機(jī)均采用單一控制器搭建控制系統(tǒng)，一方面很難滿足售貨機(jī)在多媒體應(yīng)用和控制系統(tǒng)方面的進(jìn)一步要求；另一方面，在應(yīng)對(duì)各類(lèi)應(yīng)用場(chǎng)所時(shí)不能保證長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。同時(shí)，從現(xiàn)有資料[9-14]來(lái)看，很少有能夠?qū)崿F(xiàn)食品從原材料加工制作到售賣(mài)一體化的系統(tǒng)，也沒(méi)有將CC-Link總線引入自動(dòng)售貨機(jī)的先例。

針對(duì)以上現(xiàn)狀，本設(shè)計(jì)提出了一種基于CC-Link總線的主從站工作模式的、采用微型流水線式工作結(jié)構(gòu)的新型三明治產(chǎn)售一體機(jī)：完成面包片推送裝置和蔬菜投放裝置的設(shè)計(jì)制作；采用傳統(tǒng)現(xiàn)金支付和無(wú)現(xiàn)金掃碼支付結(jié)合的付款方式；實(shí)現(xiàn)移動(dòng)終端實(shí)時(shí)監(jiān)控和后臺(tái)統(tǒng)一管理。

1 總體方案設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

本系統(tǒng)分為三明治制作、售賣(mài)以及監(jiān)管三大部分，基于CC-Link總線技術(shù)，采用PLC作為主控制器，負(fù)責(zé)控制子裝置的動(dòng)作，監(jiān)視各單元的工作情況是否正常，并實(shí)時(shí)采集庫(kù)存和故障信息等數(shù)據(jù)并發(fā)送給上位機(jī)和管理員的移動(dòng)終端，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理。系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)圖Figure 1 Overall structure diagram of the system

三明治制作部分主要包括從站PLC1控制的蔬菜投放裝置、面包片推送裝置、火腿切片裝置、擠醬裝置、加熱裝置、制冷裝置和消毒裝置；售賣(mài)部分主要包括主站PLC控制的用于選餐的觸摸屏，支持移動(dòng)終端實(shí)現(xiàn)掃碼支付的以太網(wǎng)模塊，以及從站PLC2控制的用于傳統(tǒng)支付的硬幣器和紙幣器；監(jiān)控部分包括主站PLC控制的用于通過(guò)以太網(wǎng)與移動(dòng)終端和后臺(tái)服務(wù)器通訊的以太網(wǎng)模塊，以及用于發(fā)送手機(jī)短信通知的GPRS模塊。另外，從站PLC2將系統(tǒng)中各種原材料的數(shù)據(jù)以及工作狀態(tài)、環(huán)境等信息發(fā)送到服務(wù)器和移動(dòng)終端進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

1.2 工作流程

新型三明治產(chǎn)售一體機(jī)的工作流程如圖2所示。

工作過(guò)程：首先完成系統(tǒng)初始化，顧客通過(guò)觸摸屏或者手機(jī)掃碼進(jìn)行選餐，主站PLC對(duì)選餐信息進(jìn)行處理，通過(guò)CC-Link總線通知從站PLC2控制紙幣器和硬幣器進(jìn)行收款或者通過(guò)以太網(wǎng)在線收款，確認(rèn)收款金額后，通過(guò)CC-Link總線通知從站PLC1進(jìn)行三明治的現(xiàn)場(chǎng)加工制作并最后送出，顧客取走制作好的三明治后，傳送機(jī)構(gòu)復(fù)位。

圖2 系統(tǒng)工作流程圖Figure 2 System workflow diagram

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

2.1 PLC選型

考慮到系統(tǒng)主要分為三大部分，每個(gè)部分相對(duì)獨(dú)立，同時(shí)為了便于擴(kuò)展，采用3個(gè)PLC分別控制并基于CC-Link總線技術(shù)進(jìn)行通訊。考慮到主站PLC以及從站PLC2不需要過(guò)多輸入輸出點(diǎn)但對(duì)CPU的處理速度有一定要求，選用三菱公司FX3U-16MT/ES型的PLC。由于從站PLC1控制的三明治制作部分含有多個(gè)電機(jī)以及各類(lèi)光電開(kāi)關(guān)和接近開(kāi)關(guān)等，所需要的輸入輸出點(diǎn)較多，選用三菱公司的FX3GA-60MT/ES型PLC作為1號(hào)從站，該P(yáng)LC自帶36個(gè)輸入點(diǎn)和24個(gè)輸出點(diǎn)，是小規(guī)模控制系統(tǒng)中性價(jià)比較高的控制器。

2.2 機(jī)械整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

如圖3、4分別是機(jī)器本體三維機(jī)械結(jié)構(gòu)的左前和左后視圖，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)為微型流水線式的生產(chǎn)制作結(jié)構(gòu)，主要有1個(gè)由滾珠絲杠構(gòu)成的三明治傳送機(jī)構(gòu)，2個(gè)面包片推送裝置，2個(gè)投放醬料的擠醬裝置，1個(gè)火腿切片裝置，1個(gè)生菜投放裝置，以及由紅外加熱管構(gòu)成的加熱器，三明治成品送出裝置和制冷機(jī)組，其中各個(gè)模塊獨(dú)立可拆卸；機(jī)器的正面安裝一扇可以開(kāi)關(guān)的鋁板門(mén)，門(mén)上有嵌入的觸摸屏、紙幣器和硬幣器等器件；機(jī)器側(cè)面垂直安裝有固定電氣設(shè)備的洞洞板，所有的電氣元件都集中安置方便維護(hù)。

1. 觸摸屏 2. 硬幣入口 3. 紙幣入口 4. 金屬合頁(yè) 5. 門(mén)把手 6. 取物口

圖3 機(jī)械結(jié)構(gòu)左前視圖

Figure 3 Left front view of mechanical structure

1. 臭氧發(fā)生器 2. 蔬菜投放裝置 3. 加熱器 4. 壓縮機(jī)組 5. 火腿切片裝置 6. 擠醬裝置 7. 面包片推送裝置 8. 傳送絲桿

圖4 機(jī)械結(jié)構(gòu)左后視圖

Figure 4 Left rear view of mechanical structure

2.3 面包片推送裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

面包片放置到具體工位上主要有投放或者直接平推的方法，投放的方法不能保證面包片著落點(diǎn)的準(zhǔn)確度，直接平推法的缺點(diǎn)是在第二片面包推送的過(guò)程中，三明治的夾層會(huì)產(chǎn)生移位，極大地影響了三明治的整體外觀和多層三明治的制作。同時(shí)，現(xiàn)有的三明治自動(dòng)包裝機(jī)在儲(chǔ)料方面不能夠靈活更換儲(chǔ)料桶，不方便工作人員的作業(yè)，也不能滿足食品衛(wèi)生方面的要求。

本系統(tǒng)中設(shè)計(jì)的面包片推送裝置，主要由1個(gè)底板、1個(gè)面包桶底座、1個(gè)面包桶、3個(gè)滾珠絲桿型直線滑臺(tái)、3個(gè)L型支架、1塊矩形推板、2塊平面托板、1個(gè)光電開(kāi)關(guān)、6個(gè)接近開(kāi)關(guān)組成。圖5為面包片推送裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

1. 滾珠絲桿型直線滑臺(tái)一 2. 滾珠絲桿型直線滑臺(tái)二 3. 滾珠絲桿型直線滑臺(tái)三 4. 接近開(kāi)關(guān) 5. 光電開(kāi)關(guān) 6. 托盤(pán) 7. 底板 8. 擋板 9. 抽板 10. 面包片

圖5 面包片推送裝置結(jié)構(gòu)示意圖

Figure 5 Schematic diagram of the structure of a piece

of bread push device

面包片推送裝置的主要優(yōu)點(diǎn)有：

(1) 采用了可更換式、抽板式密封的面包桶結(jié)構(gòu)，極大地方便了面包的運(yùn)輸和更換，保證了面包片新鮮衛(wèi)生，又減輕了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，也能定期進(jìn)行清洗消毒，符合食品衛(wèi)生要求。

(2) 采用了卡扣式面包桶固定座，既方便面包桶的抽出和放入，也能保證推送面包過(guò)程中面包桶不會(huì)產(chǎn)生晃動(dòng)，提高了三明治的制作精度。

(3) 相對(duì)靜止的面包片投放方法，所投放的面包片與已投放好的面包片以及夾層之間相對(duì)靜止，保證了面包片投放過(guò)程中掉落點(diǎn)的準(zhǔn)確度，不影響三明治夾層移位，可用于多層三明治的制作，提高了制作的靈活性，使得產(chǎn)品多樣化。

2.4 蔬菜投放裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

現(xiàn)有的研究資料[15-18]中，在投放蔬菜方面均采用切碎投放的方法，不能實(shí)現(xiàn)整片蔬菜的投放，極大地影響了三明治的口感，也無(wú)法保證蔬菜的新鮮度，同時(shí)投放速度慢，蔬菜掉落點(diǎn)分散，也無(wú)法實(shí)現(xiàn)批量式存取。

1. 面包片 2. 載物臺(tái) 3. 絲桿 4. 底板 5. 活動(dòng)板 6. 彈性鋼片 7. 推力球軸承 8. 步進(jìn)電機(jī) 9. 直線電動(dòng)推桿

圖6 蔬菜投放裝置結(jié)構(gòu)示意圖

Figure 6 Schematic diagram of the structure of the vegetable delivery device

蔬菜投放裝置具有如下特點(diǎn)：

(1) 利用轉(zhuǎn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)，提高了空間利用率，縮小了三明治產(chǎn)售一體機(jī)的體積，同時(shí)也提高了蔬菜的存儲(chǔ)量，輪轉(zhuǎn)式設(shè)計(jì)有效提高了制作速度。

(2) 可插拔式旋轉(zhuǎn)底板結(jié)構(gòu)，使得添加蔬菜和清理旋轉(zhuǎn)底板更為方便，保證了生產(chǎn)的三明治能夠符合食品衛(wèi)生要求。

(3) 活動(dòng)板翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)解決了不能整片蔬菜投放的難題，保證了蔬菜的新鮮度，提高了三明治的口感。

(4) 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)底板，無(wú)需減速裝置，能夠精確定位推桿電機(jī)的推送點(diǎn)，使蔬菜能夠落到固定著落點(diǎn)。

(5) 推力球軸承作為傳動(dòng)媒介，使得旋轉(zhuǎn)底板能夠平穩(wěn)地旋轉(zhuǎn)，同時(shí)減少了推桿電機(jī)在推送蔬菜過(guò)程中產(chǎn)生晃動(dòng)，提高了穩(wěn)定性和蔬菜著落點(diǎn)的精度。

(6) 使用接近開(kāi)關(guān)感應(yīng)金屬片實(shí)現(xiàn)定位，與現(xiàn)有的通過(guò)光電開(kāi)關(guān)定位的方案相比，能夠不受光線的影響，精確定位，提高了機(jī)器的環(huán)境適應(yīng)性。

(7) 利用彈性鋼片彈回活動(dòng)板，與現(xiàn)有的通過(guò)推桿電機(jī)推回方案以及采用管狀電機(jī)卷回的方案相比，利用物理形變的原理，節(jié)約了能源并且簡(jiǎn)化了機(jī)械復(fù)雜度和電氣復(fù)雜度，減少了成本。

2.5 CC-Link網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成

本系統(tǒng)的主站PLC以三菱FX2N-16CCL-M模塊作為通訊主站，與從站通過(guò)三菱FX2N-32CCL模塊進(jìn)行通訊。選用三菱GS2107-WTBD觸摸屏作為上位機(jī)，通過(guò)RS422接口連接到FX3U-16MT/ES 型主站PLC上，總站和觸摸屏連接實(shí)現(xiàn)顧客界面點(diǎn)餐以及實(shí)時(shí)機(jī)器動(dòng)作顯示功能；通過(guò)CC-LINK總線，從站PLC將系統(tǒng)中采集到的食材余料信息、溫濕度信息、錢(qián)額收取信息等發(fā)送給主站PLC，主站PLC通過(guò)以太網(wǎng)模塊和無(wú)線網(wǎng)模塊把信息發(fā)送到上位機(jī)端和移動(dòng)終端實(shí)現(xiàn)監(jiān)控。從站1對(duì)各個(gè)工位步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行精確的運(yùn)動(dòng)控制，配合檢測(cè)裝置形成電機(jī)的閉環(huán)控制，利用各個(gè)傳感器判斷機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)時(shí)的位置完成三明治制作。從站2用來(lái)實(shí)現(xiàn)與投幣找零模塊通訊，完成顧客金錢(qián)的計(jì)算找零以及溫濕度檢測(cè)。主從站CC-Link通訊網(wǎng)絡(luò)如圖7所示。

為驗(yàn)證本文所提出方法的性能,將本文的估計(jì)結(jié)果與迭代約束加權(quán)最小二乘法[15]、半正定松弛法[12]以及CRLB進(jìn)行比較。在下文中,用“ICWLS”表示迭代約束加權(quán)最小二乘方法,用“ICWLS without SDP”表示迭代約束加權(quán)最小二乘方法在發(fā)散時(shí)未作任何處理的結(jié)果值,并用“SDP”表示現(xiàn)有半正定松弛方法。本文方法和SDP方法均由MATLAB工具箱CVX[16]求解。

圖7 主從站CC-Link通訊網(wǎng)絡(luò)圖Figure 7 CC-Link communication network diagram master and slave station

本系統(tǒng)中，主站通訊模塊FX2N-16CCL-M的站號(hào)設(shè)置為00，波特率為9 600 bps；從站1(FX3U-16MT/ES)通訊模塊的站號(hào)設(shè)置為01，占用1個(gè)站；從站2(FX3GA-60MT)通訊模塊的站號(hào)設(shè)置為02，占用1個(gè)站。

主站與從站之間CC-Link通訊主要采用循環(huán)通訊的形式，主站與從站之間的通訊采用接口之間的緩沖存儲(chǔ)器自動(dòng)映射完成。主站和從站直接通過(guò)FROM/TO指令進(jìn)行讀/寫(xiě)操作。

2.6 投幣找零模塊設(shè)計(jì)

系統(tǒng)使用吉宏電子股份有限公司的V77E紙幣器、CC6100硬幣器作為投幣找零的主要部件。投幣找零模塊使用STM32微控制器作為主控芯片，遵循國(guó)際統(tǒng)一的MDB協(xié)議通過(guò)接口電路初始化硬幣器和紙幣器，在接收到上位機(jī)給出的收錢(qián)命令后發(fā)送投幣找零的命令，并接受硬幣器和紙幣器返回的數(shù)據(jù)，同時(shí)與RS232轉(zhuǎn)RS485模塊連接到PLC端FX3U-485-BD半雙工進(jìn)行通訊，其數(shù)據(jù)幀格式采用波特率9 600 bps，1位起始位，8位數(shù)據(jù)位，無(wú)奇偶校驗(yàn)，PLC作為主機(jī)，STM32微控制器作為從機(jī)，實(shí)現(xiàn)上下位機(jī)的數(shù)據(jù)交換。圖8、9分別為V77E紙幣器的MDB接口電路圖和CC6100硬幣器MDB接口電路圖。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3.1 主、從站參數(shù)設(shè)置

由于涉及的軟件較多，在編程之前需要對(duì)各PLC寄存器的功能進(jìn)行定義，使用三菱的GX Works 2軟件對(duì)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，對(duì)于三明治套餐的選擇以及付款選擇等分配位存器，對(duì)于機(jī)器具體信息如金額、食材余量等分配通用數(shù)據(jù)寄存器。詳細(xì)的分配如表1、2所示。

圖8 V77E紙幣器的MDB接口電路圖Figure 8 MDB interface circuit diagram of V77E banknote

圖9 CC6100硬幣器MDB接口電路圖Figure 9 CC6100 coin device MDB interface circuit diagram

3.2 客戶端支付界面設(shè)計(jì)

據(jù)調(diào)查，掃描二維碼使用微信或者支付寶支付方式是目前主流的付款方式。本系統(tǒng)為了方便消費(fèi)者，基于HTML和CSS語(yǔ)言設(shè)計(jì)了客戶端支付前端網(wǎng)頁(yè)界面，基于Java語(yǔ)言進(jìn)行后端開(kāi)發(fā)。消費(fèi)者在網(wǎng)絡(luò)連接的狀態(tài)下，通過(guò)掃描機(jī)器上的二維碼，選擇套餐、支付購(gòu)買(mǎi)。客戶端選餐界面如圖10 所示。

3.3 觸摸屏支付界面設(shè)計(jì)

雖然無(wú)現(xiàn)金支付是目前的主要趨勢(shì)，但在不方便使用網(wǎng)絡(luò)的情況下仍然需要保留傳統(tǒng)的紙幣和硬幣支付方式。本系統(tǒng)基于三菱電機(jī)人機(jī)界面設(shè)計(jì)軟件平臺(tái)GT Work 3對(duì)觸摸屏界面進(jìn)行組態(tài)，觸摸屏上顯示三明治圖標(biāo)、購(gòu)買(mǎi)套餐類(lèi)型及庫(kù)存量、機(jī)器動(dòng)作指示圖標(biāo)、支付方式和機(jī)器故障顯示等內(nèi)容。消費(fèi)者可使用觸摸屏直接選餐，并通過(guò)硬幣器和紙幣器進(jìn)行現(xiàn)金支付。觸摸屏支付界面如圖11所示。

表1 主站FX3U-16MT/ES與從站FX3U-16MT/ES參數(shù)設(shè)置Table 1 The parameter setting of main station FX3U-16MT/ES and slave station FX3U-16MT/ES

表2 主站FX3U-16MT/ES與從站FX3GA-60MT參數(shù)設(shè)置Table 2 The parameter setting of main station FX3U-16MT/ES and slave station FX3GA-60MT

3.4 移動(dòng)終端管理界面設(shè)計(jì)

為了方便管理人員實(shí)時(shí)查看運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)及設(shè)備狀態(tài)，本系統(tǒng)基于Android Studio軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，主要使用Java語(yǔ)言設(shè)計(jì)了移動(dòng)終端APP軟件，與無(wú)線通訊模塊、PLC下位機(jī)接口電路構(gòu)成了完整的通訊網(wǎng)絡(luò)，從而對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行全面實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。管理人員通過(guò)移動(dòng)終端登錄App軟件，在主界面可以查看今日銷(xiāo)售額和今日訂單數(shù)，同時(shí)還包括運(yùn)營(yíng)報(bào)告、設(shè)備監(jiān)控、數(shù)據(jù)分析、系統(tǒng)設(shè)置等功能。設(shè)計(jì)的管理主界面如圖12所示。

圖10 選餐界面Figure 10 Food selection interface

3.5 后臺(tái)管理界面設(shè)計(jì)

后臺(tái)管理是本系統(tǒng)的核心，控制和管理整個(gè)系統(tǒng)，為了實(shí)現(xiàn)集中化的管理，本系統(tǒng)基于Microsoft Visual Studio軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，開(kāi)發(fā)了基于Windows操作系統(tǒng)的后臺(tái)管理界面，如圖13所示。

圖11 觸摸屏支付界面Figure 11 Touch screen payment interface

圖12 移動(dòng)終端管理主界面Figure 12 Master interface for mobile terminal management

圖13 后臺(tái)管理主界面Figure 13 Master interface of backstage management

用戶輸入賬號(hào)密碼登陸后臺(tái)管理主界面，主要有設(shè)備管理、交易管理、資金管理、統(tǒng)計(jì)分析和賬戶設(shè)置五大功能。每一個(gè)功能又分別包括各類(lèi)子功能，例如，在設(shè)備管理功能下設(shè)置了支付套餐、區(qū)域管理等功能。

4 整機(jī)調(diào)試與運(yùn)行

圖14為三明治產(chǎn)售一體機(jī)的樣機(jī)前視圖，圖15為內(nèi)部加工制作部分的機(jī)械實(shí)物圖。

本系統(tǒng)從開(kāi)始制作三明治到完成后送出，總時(shí)間在1 min 左右；為了保證蔬菜、火腿、面包片等食材的新鮮，使用制冷裝置維持箱體內(nèi)的工作溫度在6～8 ℃；單個(gè)面包桶面包片存儲(chǔ)量為20片，可連續(xù)制作20份三明治無(wú)需更換儲(chǔ)料桶；蔬菜儲(chǔ)料盤(pán)每盤(pán)可存放6整片蔬菜，每6次進(jìn)行一次循環(huán)；火腿切片裝置可單次存儲(chǔ)9 cm×10 cm×25 cm的火腿腸，單片火腿片的切割厚度為5 mm左右；擠醬裝置中的醬料包為100 mL；加熱裝置達(dá)到最高加熱溫度所需時(shí)間為5 s，加熱管表面最高溫度可達(dá)300 ℃，三明治加熱時(shí)間設(shè)為10 s，成品溫度在60 ℃左右；消毒裝置為30 g的臭氧發(fā)生器，臭氧輸出量為30 000 mg/h，消毒周期為24 h。

圖14 樣機(jī)前視圖Figure 14 The overall front view of the object

圖15 加工制作部分Figure 15 The physical map of processing and making part

5 結(jié)語(yǔ)

本設(shè)計(jì)研究和開(kāi)發(fā)了一種新型三明治產(chǎn)售一體機(jī)，在硬件方面完成了全新一體機(jī)的機(jī)械本體設(shè)計(jì)加工，以及基于多傳感器的面包片推送裝置和蔬菜投放裝置等單元結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)制作；集成了PLC、單片機(jī)、多傳感器協(xié)同、CC-Link總線、APP開(kāi)發(fā)、Web開(kāi)發(fā)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了三明治的自動(dòng)生產(chǎn)與售賣(mài)。經(jīng)過(guò)試用論證，整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理，運(yùn)行可靠，制作高效，支付方便，監(jiān)管及時(shí)，能實(shí)現(xiàn)分散控制同時(shí)又便于集中管理，有較強(qiáng)的實(shí)際應(yīng)用推廣價(jià)值。

本設(shè)計(jì)仍存在一些不足之處，如蔬菜投放裝置的存儲(chǔ)量不夠大，需進(jìn)一步優(yōu)化結(jié)構(gòu)；另外，整機(jī)的功能單一，下一步工作將加入自動(dòng)制作壽司部分和自動(dòng)熱飲部分，向餐飲服務(wù)一體機(jī)發(fā)展。