我国是世界大国之一,其人口众多。食品消费在人们生活消费项目中不可缺少,食品消费项目在我国有着极为重要的地位,食品消费大幅度推动了食品行业的向前发展。食品行业与食品机械行业是相辅相成的,食品机械行业是为食品生产服务,食品工业的发展依靠的是食品机械自动化装备的发展。本课题是解决食品生产企业需求,为生产碗装固液共存食材的企业车间进行机械自动化程度提升改造。本课题改造的车间主要生产碗装食品梅菜扣肉产品,梅菜扣肉产品为碗装固液共存食材的“快餐半成品”。现将食品企业原有的生产工艺流程进行分析,发现生产碗装食品需要人工向碗内添加食材,然后进行人工捣实工艺,最后员工将产品送入封装线,封装线以13秒封装4碗的节拍封装。本课题重点是解决企业车间内人工生产时员工劳动强度大,人员多、生产效率低、合格率低等问题。针对车间生产,设计实现了碗装食品生产自动化系统,该系统由自动捣实控制模块、自动浇汁控制模块、输送机模块及机械结构设计四部分组成。该系统有效的解决了企业生产过程中捣实工艺、浇汁工位、产品搬运及碗罩回传等问题。碗装食品生产自动化系统采用可编程逻辑控制器为控制核心,运用组态触摸屏实现人机交互界面,达到数字化控制生产碗装食品效果。机械部分方案设计采用Soldworks三维图进行实现。自动捣实控制模块运用可编程逻辑控制器内存储的执行程序,配合检测传感器信号及组态触摸屏的指令,使伺服驱动器驱动电机带动直线模组往复运动,使步进电机驱动压盘转动,从而实现自动捣实工艺。自动浇汁控制模块利用光电传感器的作为启动开关,PLC控制电磁换向阀进行气路转换,从而控制气缸的往复运动。料斗的搅拌利用变频电机的方案设计。自动浇汁控制模块配合输送机的输送产品速度,实现了自动浇汁功能。输送机模块针对生产环节之间的距离进行尺寸设计,根据负载大小选型变频器及电机功率,根据使用环境及传送产品特性对皮带材料选型设计。碗罩回传模块利用地球万有引力及滚动摩擦力较小原理进行设计。自动化系统中压盘、机架、弹簧盖板及定位挡板等机械构件均采用机械设计制造技术实现。为了自动化系统能够实际生产应用,实现最佳的数字化控制生产模式,自动化系统需要进行被控参数的研究分析。分析方法采用较为实际的工程试验方法,然后配合正交试验方法进行控制参数试验分析,最终综合确定了一组被控参数应用于生产,该参数提高了生产的质量。根据研究国内外食品机械自动化装备发展情况,研发设计出碗装食品生产自动化系统。该系统采用机械技术、检测与控制技术、伺服技术及液压与气压传动技术,针对碗装食品生产过程中各工艺环节进行模块设计,各子模块组合成为碗装食品生产自动化系统。该自动化系统为人机协同作业生产模式,解决了企业生产人工需求量大、效率低及合格率低等问题。为固液共存食材的碗装食品产品生产机械自动化装备的研究提供了基础,填补了碗装食品生产机械自动化装备的空白。