本发明涉及机械设备技术领域，尤其涉及一种理料机。
背景技术：
在工业领域中，在很多场合需要机构送料，常用的送料机构有震动盘、直振送料器等，但在某些场合送料时，如果物料为异形料片，物料有正反面之分，而向下一道工序送料时，物料必须满足一定条件，例如：需要某一面朝上，需要以一定角度排放等，普通的送料机构及其自带的理料功能无法满足这些特殊的送料要求，一般只能采用人工拣选送料的方式，因此需要开发一种理料机，以满足这种特定场合的需求。
技术实现要素：
针对现有技术中的问题，本发明提供一种理料机。
为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：
一种理料机，包括机架及设于机架上的送料装置、震料装置、相机传感装置、取料装置和控制机构；
所述机架包括水平底板和水平台板，所述水平底板的底面四角安装有滚轮，顶面四角通过固定柱14与水平台板底面四角固定连接，所述水平台板上设有水平安装板；
所述送料装置包括支撑座、平振器、送料盘和进料筒，所述支撑座设于水平安装板上，所述平振器底部设于支撑座上，所述送料盘底部与平振器连接，所述平振器用于驱动送料盘震动并送料至震料装置上，所述送料盘位于出料侧的侧边呈斜坡状，所述进料筒呈漏斗状，底部出口朝向送料盘的内底面，所述平振器与控制机构连接；
所述震料装置包括接料盘、限位支撑架、上下震动机构、第一水平震动机构、第二水平震动机构，所述接料盘设于送料盘出料方向的一侧，且接料盘的进料侧延伸至送料盘下方，所述上下震动机构包括第一电机、第二电机、第一传动机构和第二传动机构，所述第一传动机构设于接料盘的进料侧，所述第二传动机构设于接料盘的出料侧，所述第一电机和第二电机安装于水平安装板上，并分别通过第一传动机构和第二传动机构驱动接料盘的两端同步上下震动，所述第一水平震动机构包括第三电机和第三传动机构，所述第三电机安装于限位支撑架上，并通过第三传动机构驱动接料盘沿送料方向水平震动，所述第二水平震动机构包括第四电机和第四传动机构，所述第四电机安装于限位支撑架上，并通过第四传动机构驱动接料盘沿垂直于送料方向的方向水平震动，所述限位支撑架用于限定接料盘在三个震动方向的震动轨迹，所述限位支撑架的底部固定于水平安装板上，所述第一电机、第二电机、第三电机和第四电机均与控制机构连接；
所述相机传感装置包括相机支架、相机和2个光源，所述相机支架固定于水平台板上且位于接料盘沿送料方向的一侧，顶部延伸至接料盘上方，所述相机设于相机支架顶部且位于接料盘上方，相机镜头朝向接料盘，所述2个光源设于相机支架顶部且分别位于相机两侧，并正对于接料盘沿送料方向的2个侧边；
所述取料装置包括机器人支撑座、四轴机器人、气缸连接件和三爪气缸，所述机器人支撑座固定于水平台板上且位于接料盘沿送料方向的另一侧，所述四轴机器人设于机器人支撑座上，所述三爪气缸通过气缸连接件与四轴机器人的执行轴连接，所述四轴机器人驱动三爪气缸在水平面内和竖直方向移动，所述三爪气缸的夹爪用于抓取接料盘中的物料，所述四轴机器人和三爪气缸均与控制机构连接。
作为优选，所述支撑座包括水平支撑板和相向设置的2个竖直支撑板，所述竖直支撑板设置方向与送料盘送料方向一致，所述2个竖直支撑板的顶边分别与水平支撑板的2个侧边相连，底边分别与水平安装板顶面的2个侧边相连，所述平振器设于水平支撑板上。
作为改进，所述2个竖直支撑板的外侧分别设有1个倒l形围板，2个所述倒l形围板的竖直板的底边固定于水平安装板上，2个所述倒l形围板的水平板的自由边位于朝向平振器的一侧，顶面高于平振器顶面且位于送料盘下方，所述自由边为向下翻折的翻折边，所述平振器沿送料方向的2个侧面的外侧分别设有1个竖直连接板，2个竖直连接板的底部固定于水平支撑板上，顶部分别与2个倒l形围板的水平板的底面相接。
作为改进，所述进料筒上半部的纵向剖面为矩形，下半部的纵向剖面为倒梯形，还包括2个l形连接板，所述2个l形连接板的竖直板的顶端分别与进料筒上半部沿送料方向的2个侧面连接，水平板的自由端端面分别与2个倒l形围板的竖直板的外侧面连接，所述2个l形连接板的竖直板的板身卡合在送料盘的侧边上。
作为改进，所述送料盘底部通过凹字形连接板28与平振器连接，所述凹字形连接板的竖直板长度方向与送料方向一致，所述凹字形连接板的底部与平振器连接，2个竖直板的顶边向外翻折后与送料盘的底部连接。
作为优选，所述限位支撑架包括水平板、2个相向设置的竖直板和限位组件，所述2个竖直板的底部固定于水平安装板上，且与竖直支撑板相互垂直，所述水平板的两端分别固定于2个竖直板的侧壁上，所述限位组件包括2个竖直导柱、2个轴套、水平连接板、第一水平导轨、连接块和第二水平导轨，所述水平连接板上对称设有2个通孔，所述2个竖直导柱的一端均连接于接料盘底部，另一端分别穿过2个通孔后插入2个轴套，所述轴套固定于水平连接板的底面上，所述第一水平导轨固定于水平连接板底面中部，所述第二水平导轨固定于水平板的顶面上且设置方向与送料方向一致，所述第一水平导轨与第二水平导轨的设置方向相互垂直，所述连接块设于第一水平导轨与第二水平导轨之间，且顶面设有与第一水平导轨配合的第一滑槽，底面设有与第二水平导轨配合的第二滑槽，所述2个竖直板相邻的侧边之间连接有竖直围板。
作为优选，所述第一传动机构包括2个第一竖直导向柱、水平连杆、2个门形连接件、竖直连杆和2个关节轴承，所述2个第一竖直导向柱的顶端分别与接料盘进料侧的底面连接，底端穿过水平板后分别与2个门形连接件的顶部连接，所述水平连杆的两端分别与2个门形连接件相连，所述竖直连杆的2端分别与2个关节轴承的螺孔端相连，其中一个关节轴承的轴承端与第一电机的输出轴偏心连接，另一个关节轴承的轴承端套接在水平连杆的中部；所述门形连接件包括水平连接片和相向设置的2个竖直连接片，竖直连接片表面的相同位置设有第一通孔，水平连接片的两侧分别与2个竖直连接片的顶边连接，且表面设有第二通孔，水平连杆的两端分别穿过2个第一通孔后与2个竖直连接片连接，2个第一竖直导向柱的底端分别穿入2个第二通孔与水平连接片固定连接；所述第二传动机构与第一传动机构结构相同，对称设于接料盘的另一侧，第二传动机构的一个关节轴承的轴承端与第二电机的输出轴偏心连接。
作为优选，所述第三电机的机身安装于水平板底面上，输出轴穿出水平板顶面，所述第三传动机构包括第一导向块、第一传动轴和第一轴连接套，所述第一导向块的顶面固定于接料盘的底面中部，底面上设有第一导向槽，所述第一传动轴竖直设置，所述第一导向槽的长度方向与送料方向一致，所述第一轴连接套的底面与第三电机的输出轴正心连接，顶面与第一传动轴的底端偏心连接，所述第一传动轴的顶端嵌入第一导向槽内；所述第四电机的机身安装于水平板底面上，输出轴穿出水平板顶面，所述第四传动机构包括第二导向块、第二传动轴和第二轴连接套，所述第二导向块的顶面固定于接料盘的底面中部，底面上设有第二导向槽，所述第二传动轴竖直设置，所述第二导向槽的长度方向与送料方向垂直，所述第二轴连接套的底面与第四电机的输出轴正心连接，顶面与第二传动轴的底端偏心连接，所述第二传动轴的顶端嵌入第二导向槽内。
作为优选，所述相机支架包括竖直支撑杆和水平支撑杆，所述竖直支撑杆的底部固定于水平台板上且位于接料盘沿送料方向的一侧，所述水平支撑杆的一端与竖直支撑杆的顶部连接，另一端延伸至接料盘出料侧上方，所述水平支撑杆设置方向与送料方向垂直，所述相机设于水平支撑杆上，相机镜头朝向接料盘，所述2个光源设于水平支撑杆上且分别位于相机两侧，并正对于接料盘沿送料方向的2个侧边，所述相机与控制机构连接。
作为优选，所述气缸连接件的上半部为中空圆柱，下半部为矩形框架，所述中空圆柱的中空孔与四轴机器人的执行轴相匹配，矩形框架竖直设置且底板上设有连接孔，所述三爪气缸固定于底板的底面上，所述三爪气缸的气源通孔连接孔接入三爪气缸。
从以上描述可以看出，本发明具备以下优点：本发明结构精巧，稳定可靠，能够实现物料在三个方向的震动，进而使得物料产生位移、翻转和偏转，以满足后续加工工序的要求，整个设备的送料、震料、取料工序简单合理，执行可靠，整个过程全部自动完成，无需人工干预，能够实现对物料的全自动理料。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的结构示意图；
图3是本发明送料装置的结构示意图；
图4是本发明送料装置的结构示意图；
图5是本发明送料装置的结构示意图；
图6是本发明送料装置的结构示意图；
图7是本发明震料装置的结构示意图；
图8是本发明送料装置和震料装置的内部结构示意图；
图9是本发明震料装置的内部结构示意图；
图10是本发明震料装置的内部结构示意图；
图11是本发明震料装置的内部结构示意图；
图12是本发明震料装置的内部结构示意图；
图13是本发明震料装置的内部结构示意图；
图14是本发明震料装置的内部结构示意图；
图15是本发明震料装置的内部结构示意图；
图16是本发明相机传感装置和取料装置的结构示意图；
图17是本发明相机传感装置和取料装置的结构示意图；
图18是本发明相机传感装置和取料装置的结构示意图；
图19是本发明相机传感装置和取料装置的结构示意图。
具体实施方式
结合图1至图19，详细说明本发明的一个具体实施例，但不对本发明的权利要求做任何限定。
如图1所示，一种理料机，包括机架1及设于机架上的送料装置2、震料装置3、相机传感装置4、取料装置5和控制机构；
如图2所示，机架1包括水平底板12和水平台板11，水平底板12的底面四角安装有滚轮13，顶面四角通过固定柱14与水平台板11底面四角固定连接，水平台板11上设有水平安装板15；滚轮13优选带支脚的滚轮，以便于整台设备的移动和固定。
如图3至6所示，为送料装置的结构示意图。
送料装置2包括支撑座21、平振器22、送料盘23和进料筒24，支撑座21设于水平安装板15上，平振器22底部设于支撑座21上，所述送料盘23底部与平振器22连接，平振器22用于驱动送料盘23震动并送料至震料装置3上，送料盘23位于出料侧的侧边呈斜坡状，进料筒24呈漏斗状，底部出口朝向送料盘23的内底面，平振器22与控制机构连接，具体地：
(1)支撑座21包括水平支撑板211和相向设置的2个竖直支撑板212，所述竖直支撑板212设置方向与送料盘23送料方向一致，2个竖直支撑板212的顶边分别与水平支撑板211的2个侧边相连，底边分别与水平安装板15顶面的2个侧边相连，所述平振器22设于水平支撑板211上，且与控制机构连接；
(2)2个竖直支撑板212的外侧分别设有1个倒l形围板25，2个倒l形围板25的竖直板251的底边固定于水平安装板15上，2个倒l形围板25的水平板252的自由边位于朝向平振器22的一侧，顶面高于平振器22顶面且位于送料盘23下方，自由边为向下翻折的翻折边；利用倒l形围板保护装置，避免误触碰的同时、减小噪音。
(3)平振器22沿送料方向的2个侧面的外侧分别设有1个竖直连接板26，2个竖直连接板26的底部固定于水平支撑板211上，顶部分别与2个倒l形围板25的水平板252的底面相接；利用竖直连接板，加固平振器下方的支撑座结构，同时起到隔离作用，减小噪音；
(4)进料筒24上半部的纵向剖面为矩形，下半部的纵向剖面为倒梯形；
(5)还包括2个l形连接板27，2个l形连接板27的竖直板271的顶端分别与进料筒24上半部沿送料方向的2个侧面连接，水平板272的自由端端面分别与2个倒l形围板25的竖直板251的外侧面连接，2个l形连接板27的竖直板271的板身卡合在送料盘的侧边上；通过l形连接板，使得送料过程进料筒不受平振器影响；
(6)送料盘23底部通过凹字形连接板28与平振器22连接，凹字形连接板28的竖直板281长度方向与送料方向一致，凹字形连接板28的底部与平振器22连接，2个竖直板281的顶边2811向外翻折后与送料盘23的底部连接；通过凹字形连接板连接，使得送料盘在送料过程受到的冲击得以缓冲，延长送料盘的使用寿命。
送料装置整体结构简单、稳定可靠，利用平振器将送料盘上的物料送至接料盘内，送料过程稳定、可靠。
如图7至图15所示，为震动装置的结构示意图，为了方便展示震动装置的内部结构，图9和图12中未示出第一水平震动机构34和第二水平震动机构35，图10、图13和图15中未示出上下震动机构33。
震料装置3包括接料盘31、限位支撑架32、上下震动机构33、第一水平震动机构34、第二水平震动机构35，接料盘31设于送料盘23出料方向的一侧，且接料盘31的进料侧延伸至送料盘23下方，上下震动机构33包括第一电机331、第二电机332、第一传动机构333和第二传动机构334，第一传动机构333设于接料盘31的进料侧，第二传动机构334设于接料盘31的出料侧，第一电机331和第二电机332安装于水平安装板15上，并分别通过第一传动机构333和第二传动机构334驱动接料盘31的两端同步上下震动，第一水平震动机构34包括第三电机341和第三传动机构342，第三电机341安装于限位支撑架上，并通过第三传动机构342驱动接料盘31沿送料方向水平震动，第二水平震动机构35包括第四电机351和第四传动机构352，第四电机351安装于限位支撑架32上，并通过第四传动机构352驱动接料盘31沿垂直于送料方向的方向水平震动，限位支撑架32用于限定接料盘31在三个震动方向的震动轨迹，限位支撑架32的底部固定于水平安装板15上，第一电机331、第二电机332、第三电机341和第四电机351均与控制机构连接，具体地：
(1)限位支撑架32包括水平板321、2个相向设置的竖直板322和限位组件323，2个竖直板322的底部固定于水平安装板15上，且与竖直支撑板212相互垂直，水平板321的两端分别固定于2个竖直板322的侧壁上，限位组件323包括2个竖直导柱3231、2个轴套3232、水平连接板3233、第一水平导轨3234、连接块3235和第二水平导轨3236，水平连接板3233上对称设有2个通孔，2个竖直导柱3231的一端均连接于接料盘31底部，另一端分别穿过2个通孔后插入2个轴套3232，轴套3232固定于水平连接板3233的底面上，第一水平导轨3234固定于水平连接板3233底面中部，第二水平导轨3236固定于水平板321的顶面上，且设置方向与送料方向一致，第一水平导轨3234与第二水平导轨3236的设置方向相互垂直，连接块3235设于第一水平导轨3234与第二水平导轨3236之间，且顶面设有与第一水平导轨配合的第一滑槽，底面设有与第二水平导轨3236配合的第二滑槽，2个竖直板322相邻的侧边之间连接有竖直围板324；
(2)第一传动机构333包括2个第一竖直导向柱3331、水平连杆3332、2个门形连接件3333、竖直连杆3334和2个关节轴承3335，2个第一竖直导向柱3331的顶端分别与接料盘31进料侧的底面连接，底端穿过水平板321后分别与2个门形连接件3333的顶部连接，水平连杆3332的两端分别与2个门形连接件3333相连，竖直连杆3334的2端分别与2个关节轴承3335的螺孔端相连，其中一个关节轴承3335的轴承端与第一电机331的输出轴偏心连接，另一个关节轴承3335的轴承端套接在水平连杆3332的中部；门形连接件3333包括水平连接片3336和相向设置的2个竖直连接片3337，竖直连接片3337表面的相同位置设有第一通孔，水平连接片3336的两侧分别与2个竖直连接片3337的顶边连接，且表面设有第二通孔，水平连杆3332的两端分别穿过2个第一通孔后与2个竖直连接片3337连接，2个第一竖直导向柱3331的底端分别穿入2个第二通孔与水平连接片3336固定连接；
(3)第二传动机构334与第一传动机构333结构相同，对称设于接料盘31的另一侧，第二传动机构334的一个关节轴承3345的轴承端与第二电机332的输出轴偏心连接；
(4)第三电机341的机身安装于水平板321底面上，输出轴穿出水平板321顶面，第三传动机构342包括第一导向块3421、第一传动轴3422和第一轴连接套3423，第一导向块3421的顶面固定于接料盘31的底面中部，底面上设有第一导向槽3424，第一传动轴3422竖直设置，第一导向槽3424的长度方向与送料方向一致，第一轴连接套3423的底面与第三电机341的输出轴正心连接，顶面与第一传动轴3422的底端偏心连接，第一传动轴3422的顶端嵌入第一导向槽3424内；
(5)第四电机351的机身安装于水平板321底面上，输出轴穿出水平板321顶面，第四传动机构352包括第二导向块3521、第二传动轴3522和第二轴连接套3523，第二导向块3521的顶面固定于接料盘31的底面中部，底面上设有第二导向槽3524，第二传动轴3522竖直设置，第二导向槽3524的长度方向与送料方向垂直，第二轴连接套3523的底面与第四电机的351输出轴正心连接，顶面与第二传动轴3522的底端偏心连接，第二传动轴3522的顶端嵌入第二导向槽3524内。
震动装置的工作原理为：
(1)第一传动机构的工作原理为：第一电机输出轴通过关节轴承带动竖直连杆摆动，进而带动水平连杆上下移动，从而使得竖直导向柱带动接料盘上下震动，上下震动过程中，接料盘带动限位组件中的竖直导柱沿轴套上下移动，以达到限定接料盘上下震动轨迹的目的；
(2)第二传动机构的工作原理相同；
(3)第三传动机构的工作原理为：第三电机输出轴带动第一传动轴偏心转动，在第一导向块的限制下，第一传动轴在第一导向槽内来回移动，进而带动接料盘沿送料方向水平震动，水平震动过程中，接料盘带动限位组件的竖直导柱水平移动，进而带动水平连接板移动，由于第一水平导轨与水平连接板连接，进而带动第一水平导轨移动，从而带动连接块沿第二水平导轨移动，以达到限定接料盘水平震动轨迹的目的；
(4)第四传动机构的工作原理为：第四电机输出轴带动第二传动轴偏心转动，在第二导向块的限制下，第二传动轴在第二导向槽内来回移动，进而带动接料盘沿与送料方向垂直的方向水平震动，水平震动过程中，接料盘带动限位组件的竖直导柱水平移动，进而带动水平连接板水平移动，由于第一水平导轨与水平连接板连接，进而带动第一水平导轨沿第一滑槽移动，以达到限定接料盘水平震动轨迹的目的。
从上述描述可以看出，在震动装置中：
(1)第一电机和第二电机分别通过第一传动机构和第二传动机构驱动接料盘的两侧同步上下震动，从而实现接料盘内物料的上下震动；第一传动机构和第二传动机构结构相同且传动结构稳定，保证了接料盘震动的可靠性，并且由于第一竖直导向柱的设置和限位组件中竖直导柱的设置，进一步限定了接料盘的上下震动轨迹；同时由于限位组件中第一水平导轨和第二水平导轨只能沿连接块上的滑槽移动，进而保证了接料盘在上下震动过程中不发生偏转；
(2)第三电机和第四电机分别通过第三传动机构和第四传动机构驱动接料盘在两个水平方向震动，从而实现接料盘内物料的水平震动；第三传动机构和第四传动机构结构相同且传动结构稳定，保证了接料盘震动的可靠性，并且由于限位组件中第一水平导轨和第二水平导轨只能沿连接块上的滑槽移动，进而限定了接料盘的水平震动轨迹。
如图16-19所示，为相机传感装置4和取料装置5的结构示意图。
相机传感装置4包括相机支架41、相机42和2个光源43，相机支架41固定于水平台板11上且位于接料盘31沿送料方向的一侧，顶部延伸至接料盘31上方，相机42设于相机支架41顶部且位于接料盘31上方，相机42镜头朝向接料盘31，2个光源43设于相机支架顶部且分别位于相机42两侧，并正对于接料盘31沿送料方向的2个侧边，具体地：
相机支架41包括竖直支撑杆411和水平支撑杆412，竖直支撑杆411的底部固定于水平台板11上且位于接料盘沿送料方向的一侧，水平支撑杆412的一端与竖直支撑杆411的顶部连接，另一端延伸至接料盘31出料侧上方，水平支撑杆412设置方向与送料方向垂直，相机42设于水平支撑杆412上，相机镜头朝向接料盘31，2个光源42设于水平支撑杆412上且分别位于相机42两侧，并正对于接料盘31沿送料方向的2个侧边，相机42与控制机构连接。
为了便于调整相机和光源的位置，增设l形连接片413，将l形连接片的一面与相机或者光源连接，另一面上开设安装孔4131，相应地在水平支撑杆412上设水平卡槽4121，通过螺栓、安装孔与水平卡槽4121配合，将相机或者光源固定在水平支撑杆上。需要调整相机或者光源位置时，只要拧松螺栓，调整螺栓在水平卡槽内的位置后重新锁紧即可。
取料装置5包括机器人支撑座51、四轴机器人52、气缸连接件53和三爪气缸54，机器人支撑座51固定于水平台板11上且位于接料盘31沿送料方向的另一侧，所述四轴机器人52设于机器人支撑座51上，三爪气缸54通过气缸连接件53与四轴机器人52的执行轴连接，四轴机器人52驱动三爪气缸54在水平面内和竖直方向移动，三爪气缸54的夹爪用于抓取接料盘中31的物料，四轴机器人52和三爪气缸54均与控制机构连接，具体地：
气缸连接件53的上半部为中空圆柱531，下半部为矩形框架532，中空圆柱531的中空孔与四轴机器人52的执行轴521相匹配，矩形框架532竖直设置且底板上设有连接孔5321，三爪气缸54固定于底板的底面上，三爪气缸的气源通孔连接孔5321接入三爪气缸54。
为了提高气缸连接件的适用性，在气缸连接件中空圆柱531的侧面上自上而下开设一条开口槽5311，且位于开口槽5311两侧的中空圆柱壁上设有对称的螺栓孔5312，利用螺栓与螺栓孔5312相配合，实现开口槽的槽宽可调，进而实现中空圆柱中空孔的大小可调，以匹配不同型号的四轴机器人执行轴。
本发明的工作原理为：
物料通过进料筒加入到送料盘，在平振器的驱动下，送料盘送料至接料盘，在第一电机、第二电机、第三电机和第四电机的驱动下，接料盘上的物料在三个方向发生间歇性震动，三个方向分别为上下方向、沿送料方向的水平方向、与送料方向垂直的水平方向，在震动过程中，接料盘的物料发生翻转、偏转和移位，使物料的位置、状态发生变化，在相邻两次震动的间隙，利用相机传感装置监测接料盘上物料的位置、状态，并将这些信息传给控制机构，控制机构根据接收到的信息控制四轴机器人的动作和三爪气缸的动作，通过四轴机器人的各轴转动，控制三爪气缸的抓取位置和抓取角度，再通过三爪气缸的夹爪将需要的某一物料选择取出并送到后续加工工位，其中控制机构可以采用常用的工业控制机构，例如：plc控制器、单片机、mcu控制器和计算机等。
综上所述，本发明具有以下优点：
本发明结构简单精巧、稳定可靠，能够实现物料在三个方向的震动，进而使得物料产生位移、翻转和偏转，以满足后续加工工序的要求，整个设备的送料、震料、取料工序简单合理，执行可靠，整个过程全部自动完成，无需人工干预，能够实现对物料的全自动理料。
可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案。本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。