本发明涉及智能制造领域，具体涉及一种振动上料装置及其上料方法。
背景技术：
随着智能制造的不断发展，各个领域自动化生产线层出不穷。在自动化生产线的前端上料分拣部分，现有技术采用机器视觉检测来代替传统的人工检测，大大节约了人力成本。现有技术中带有视觉检测的上料机构，通过振动来抖散产品，借助相机拍摄对产品进行简单的定位。视觉检测系统将位置信息传送给机械手，通过机械手完成上料分拣工作。
但是，产品升级换代更新快，上料机构部分的视觉检测难以满足检测需求。同一条生产线上不同种类的产品越来越多，对视觉检测的要求越来越高。不仅需要对上料机构的料盘中的产品实现精准定位，还要能够识别产品的正反面检测，甚至需要对产品进行简单的表面检测。为了让视觉检测系统获取更多的信息，需要对现有的上料机构作出改进。
中国专利文献cn106680207a中公开了一种aoi视觉检测环形光源配侧光源及背光源检测机构，包括支架和ccd相机，所述支架上具有检测区域，所述支架于检测区域设置有支撑架，支撑架顶部设有用于固定待检产品的安装架，支架相对待检产品的正下方设置有背光源，所述ccd相机包括位于检测区域正上方的正视角ccd相机及位于检测区域侧面的侧视角ccd相机，所述正视角ccd相机在其镜头的下方安装固定有环形光源，所述支架于支撑架的左、右侧的上方分别设有用于朝检测区域打光的高角度条形光源，上述正视角ccd相机、侧视角ccd相机与支架之间分别设有上下滑动机构，所述正视角ccd相机、侧视角ccd相机通过相应的上下滑动机构可相对支架上下调节高度。该方案在原有背光源的基础上增加高角度条形光源，并且高角度光源可以根据需要进行高度调节，解决了在进行aoi视觉外观检测时打光不充分、不均匀的问题。但是，高角度光源的设置对产品的正反面识别以及表面检测的帮助有限。
中国专利文献cn208222208u中公开了一种光源可调式视觉检测装置，其中可调式光源包括转座、连接架、led光源，所述的转座位于直角板下端，所述的转座与直角板通过螺栓相连，所述的连接架位于转座内侧，所述的连接架可以在转座内转动，所述的led光源位于连接架外侧，所述的led光源与连接架通过螺栓相连。光源与镜头之间的角度、高度、方位均可以调节，能满足不同产品检测时的补光要求。但是，上料机构需要配合高速运动的机械手，空间狭小，条件不满足于上述光源可调式视觉检测装置的设置，机械手容易在狭小的空间范围内发生干涉。
综上所述，在产品多元化的生产线上，面对产品在上料机构处检测的多元化需求，如何对现有上料机构进行优化改进，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现要素：
技术问题：在机器视觉检测自动化上料机构中，现有技术无法满足对不同产品进行多样化检测的需求。
技术方案：提出一种振动上料装置，包括光源、料盘组件、振动源和支撑组件。
光源包括升降光源、背光源和固定光源，升降光源与固定光源组成环状结构，升降光源下端设置有升降机构，升降机构包括固定段和活动段，活动段与升降光源下端固定连接。
料盘组件包括料盘边框、料盘托盘和料盘支撑座，料盘托盘安装在料盘支撑座上，料盘边框安装在料盘托盘上。
振动源振动时，升降机构将升降光源置于料盘托盘上方，升降光源与固定光源构成环形结构作为料盘边框的延伸，避免料盘托盘中的物料散落。
振动源停止振动时，升降机构降低所述升降光源，让出料盘托盘上方的空间，避免与取料机械手干涉。
支撑组件包括底板、左侧板、右侧板、第一支撑杆、支撑平台、第二支撑杆和第三支撑杆，左侧板和右侧板分别垂直固定于底板上，支撑平台固定在左侧板和右侧板之间，支撑平台平行于底板，若干第一支撑杆连接支撑平台与底板，若干第二支撑杆安装在支撑平台上，支撑平台上设置有安装座，振动源安装在安装座上，固定光源安装在右侧板的上端，第二支撑杆连接支撑平台与固定光源，背光源安装在支撑平台上位于料盘组件的下方，第三支撑杆安装在支撑平台上，第三支撑杆连接支撑平台与料盘支撑座，料盘支撑座连接在振动源上，升降光源通过升降机构的固定端安装在左侧板上。
作为优选，料盘托盘的外轮廓为矩形。
作为优选，升降机构选用气缸。
作为优选，振动源选用音圈马达。
同时本发明还提供一种振动上料装置的上料方法，采用如下步骤：
步骤1.升降机构将升降光源置于料盘组件上方，升降光源与固定光源构成环形结构作为料盘边框的延伸，开启振动源，物料在料盘托盘的中心区域分散分布；
步骤2.关闭振动源，开启光源；
步骤3.等待位于上料系统上方的视觉检测相机拍摄，获取物料的位置信息及正反面信息，并将信息发给执行端；
步骤4.视觉检测相机拍摄结束后，关闭光源，升降机构将升降光源降至最低点，等待执行端处理物料；
步骤5.物料处理结束后，重复以上步骤1-4。
作为优选，步骤2中开启光源包括开启升降光源、背光源和固定光源。
作为优选，步骤4中视觉检测相机拍摄结束后，光源保持开启。
有益效果：本发明通过对结构的改进，相比于现有技术有如下突出的实质性特点和显著的进步：
1.一种振动上料装置在背光源的基础上，增加低角度的侧光源，使得视觉检测系统不仅可以对料盘上的物料进行定位，同时还可以识别物料的正反面，提升视觉检测功能，弥补原来视觉检测功能的缺失。
2.升降光源的高度可以利用升降机构调节，用于视觉检测系统进行检测标定时，极大的方便标定的过程。光源与检测表面的角度调整，通过升降机构带动光源的升降轻松实现。尤其是在多种物料使用同一台上料机构的情况下，大大减少视觉检测系统的标定时间。
3.在上料装置中，振动源选用音圈马达，音圈马达提供高频振动和低频振动两种模式。料盘托盘通过音圈马达高频振动使产品聚拢于料盘中心，再通过低频振动使料盘托盘里的产品扩散均匀分布。使得产品分布变得规律，对简化和优化机械手的运动轨迹提供帮助。
4.在开启振动源前，升降机构将升降光源置于料盘组件上方，升降光源与固定光源组成环状结构，环状结构增高了料盘组件边缘的高度，避免振动源在振动过程中导致物料散落；视觉检测系统获取产品图像及位置信息后，升降机构将升降光源降至最低点，将料盘组件上方空间让出，便于机械手或者吸盘动作，降低干涉概率。
附图说明
图1是本发明实施例中振动上料装置的主视图；
图2是图1去除右侧板4后的立体图；
图3是图1中料盘组件12的主视图；
图4是图3的立体图；
图5是图1升降光源1下降后的主视图；
图6是图5的立体图。
附图标记：升降光源1、左侧板2、气缸3、右侧板4、底板5、第一支撑杆6、背光源7、支撑平台8、第二支撑杆9、音圈马达10、固定光源11、料盘组件12、第三支撑杆13、马达安装座14、料盘边框15、料盘托盘16、料盘支撑座17。
具体实施方式
结合附图对本发明的具体实施方式进行详细描述。
实施例
如图1和图2所示一种振动上料装置，包括光源、料盘组件12、音圈马达10和支撑组件。
其中，光源包括升降光源1、背光源7和固定光源11，气缸3包括固定段和活动段，活动段的顶部通过紧固件连接在升降光源1的底部。
如图3和图4所示料盘组件12包括料盘边框15、料盘托盘16和料盘支撑座17，料盘托盘16安装在料盘支撑座17上，料盘边框15安装在料盘托盘16上。
支撑组件包括底板5、左侧板2、右侧板4、第一支撑杆6、支撑平台8、第二支撑杆9和第三支撑杆13，左侧板2和右侧板4分别垂直固定于底板5上，支撑平台8固定在左侧板2和右侧板4之间，支撑平台8平行于底板5，4根第一支撑杆6连接支撑平台8与底板5，2根第二支撑杆9安装在支撑平台8上，支撑平台8上设置有马达安装座14，音圈马达10安装在安装座14上，固定光源11安装在右侧板4的上端，第二支撑杆9连接支撑平台8与固定光源11，背光源7安装在支撑平台8上位于料盘组件12的下方，第三支撑杆13安装在支撑平台8上，第三支撑杆13连接支撑平台8与料盘支撑座17，料盘支撑座17连接在音圈马达10上，升降光源1通过气缸3的固定端安装在左侧板2上。
振动上料装置上料时，采用如下步骤：
步骤1.使用上料系统时，气缸将升降光源置于料盘组件上方，开启音圈马达，音圈马达提供高频振动和低频振动两种模式。料盘托盘通过音圈马达高频振动使产品聚拢于料盘中心，再通过低频振动使料盘托盘里的产品扩散均匀分布；
步骤2.关闭音圈马达，开启光源；
步骤3.等待位于上料系统上方的视觉检测相机拍摄，获取物料的位置信息及正反面信息，并将信息发给机械手或者机械吸盘；
步骤4.视觉检测相机拍摄结束后，关闭光源，气缸将升降光源降至最低点，等待机械手或者机械吸盘处理物料；
步骤5.物料处理结束后，重复以上步骤1-4。
使用时，气缸3的活动段带动升降光源上下移动。光源与检测表面的角度调整，通过调整气缸3升降轻松实现。尤其是在多种物料使用同一台上料机构的情况下，大大减少视觉检测系统的标定时间。同时，光源组件主要提供低角度的侧光源，使得视觉检测系统不仅可以对料盘上的物料进行定位，还可以识别物料的正反面，提升视觉检测功能。
在步骤1中，升降机构将升降光源置于料盘组件上方，升降光源与固定光源组成环状结构，环状结构增高了料盘组件边缘的高度，避免振动源在振动过程中导致物料散落；在步骤4中，视觉检测系统获取产品图像及位置信息后，如图5和图6所示升降机构将升降光源降至最低点，将料盘组件上方空间让出，便于机械手或者吸盘动作，降低干涉概率。
本发明不局限于上述实施例所述的具体技术方案，除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等形成的技术方案，均应包含在本发明的保护范围之内。
1.一种振动上料装置，包括光源、料盘组件、振动源和支撑组件，其特征在于，
所述光源包括升降光源、背光源和固定光源，所述升降光源下端设置有升降机构，所述升降机构包括固定段和活动段，所述活动段与所述升降光源下端固定连接；
所述料盘组件包括料盘边框、料盘托盘和料盘支撑座，所述料盘托盘安装在所述料盘支撑座上，所述料盘边框安装在所述料盘托盘上；
当振动源振动时，所述升降机构将所述升降光源置于所述料盘托盘上方，所述升降光源与所述固定光源构成环形结构，所述环形结构作为所述料盘边框的延伸；
当振动源停止振动时，所述升降机构降低所述升降光源，让出所述料盘托盘上方的空间。
2.根据权利要求1所述的一种振动上料装置，其特征在于，所述支撑组件包括底板、左侧板、右侧板、第一支撑杆、支撑平台、第二支撑杆和第三支撑杆，所述左侧板和所述右侧板分别垂直固定于所述底板上，所述支撑平台固定在所述左侧板和所述右侧板之间，所述支撑平台平行于所述底板，若干所述第一支撑杆连接所述支撑平台与所述底板，若干所述第二支撑杆安装在所述支撑平台上，所述支撑平台上设置有安装座，所述振动源安装在所受安装座上，所述固定光源安装在所述右侧板的上端，所受第二支撑杆连接所述支撑平台与所述固定光源，所述背光源安装在所述支撑平台上位于所述料盘组件的下方，所述第三支撑杆安装在所述支撑平台上，所述第三支撑杆连接所述支撑平台与所述料盘支撑座，所述料盘支撑座连接在所述振动源上，所述升降光源通过所述升降机构的固定端安装在所述左侧板上。
3.根据权利要求1所述的一种振动上料装置，其特征在于，所述料盘托盘的外轮廓为矩形。
4.根据权利要求1所述的一种振动上料装置，其特征在于，所述升降机构选用气缸。
5.根据权利要求1所述的一种振动上料装置，其特征在于，所述振动源选用音圈马达。
6.根据权利要求1所述的一种振动上料装置的上料方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤1.升降机构将升降光源置于料盘托盘上方，升降光源与固定光源构成环形结构，所述环形结构作为料盘边框的延伸，开启振动源，令物料在料盘托盘的中心区域分散分布；
步骤2.关闭振动源，开启光源；
步骤3.位于上料系统上方的视觉检测相机获取物料的位置信息及正反面信息，并将信息发给执行端；
步骤4.视觉检测相机拍摄结束后，关闭光源，升降机构将升降光源降至最低点，等待执行端取料；
步骤5.取料结束后，重复以上步骤1-4。
7.根据权利要求6所述的一种振动上料装置的上料方法，其特征在于，步骤2中开启光源包括开启升降光源、背光源和固定光源。
8.根据权利要求6所述的一种振动上料装置的上料方法，其特征在于，步骤4中视觉检测相机拍摄结束后，光源保持开启。
技术总结