电弧传感器焊缝跟踪系统

电弧传感器焊缝跟踪系统
2、电弧传感焊缝跟踪技术的发展状况
2、1 电弧传感器发展概述
焊缝自动跟踪方面，传感器提供着系统赖以进行处理和控制所必须的有关焊缝的信息。

我们研究电弧传感器就是要从焊接电弧信号中提取出能够实时并准确反映焊炬与焊缝中心的偏移变化信号，并将此信号采集出来，作为气体保护焊焊缝自动跟踪系统的输入信号，即气体保护焊焊缝自动跟踪系统的传感信号。

目前，国际、国内焊接界对电弧传感器的研究非常活跃，用于焊缝跟踪的电弧传感器主要有以下几种类型:
(1)并列双丝电弧传感器。

利用两个彼此独立的并列电弧对工件施焊，当焊枪的中心线未对准坡口中心时，其作用焊丝具有不同的干伸长度，对于平外特性电源将造成两个电流不相等，因此根据两个电流差值即可判别焊炬横向位置并实现跟踪。

(2)旋转扫描电弧传感器。

在带有焊丝导向的喷嘴旋转时，旋转速度与焊接电流之间存在一定的关系。

高速旋转电弧传感器可用于厚板间隙及角接焊缝的跟踪，在结构上比摆动式电弧传感器复杂，还需要在焊接工艺、信息处理等方面进行深入的研究。

(3)焊炬摆动式电弧传感器。

当电弧在坡口中摆动时，焊丝端部与母材之间距离随焊炬对中位置而变化，它会引起焊接电流与电压的变化。

由于受机械方面限制，摆动式电弧传感器的摆动频
率一般较低，限制了在高速和薄板搭接接头焊接中的应用。

在弧焊其他参数相同的条件下，摆动频率越高，摆动式电弧传感器的灵敏度越高。

2、2 电弧传感器的工作原理
电弧传感器的基本原理是：利用焊炬与工件之间距离变化引起的焊接参数变化来探测焊炬高度和左右偏差，在等速送丝调节系统中，送丝速度恒定，焊接电源一般采用平或缓降的外特性，在这种情况下，焊接电流将随着电弧长度的变化而变化。

电弧传感器的工作原理如图1所示。

L为电源外特性曲线，在稳定焊接状态时，电弧工作点为
A0，弧长L0 ，电流I0 ，当焊炬与工件表面距离发生阶跃变化增大时、弧长突然被拉长为L1、此时干伸长还来不及变化，电弧在新的工作点A1、燃烧，电流突变为I1，电流瞬时变化为△I1反之亦然。

从上述分析可以得出，电弧位置的变化将引起电弧长度的变化，焊接电流也相应变化，从而可以判断焊炬与焊缝间的相对位置。

2、3 电弧传感器的数学模型
控制系统包括控制器和对象二大部分，其中被控对象的动态特性是主要的，所以建立被控对象的数学模型是所有工作的第一步，所谓“系统建模”，就是对软件中过程的抽象描述。

常用的建模方法有：a机理分析法;b统计建模法;c神经网络建模法;d智能建模法。

我们在这要分析的是旋转电弧焊炬长度和焊接电流之间的数学模型H(s)Robo型机器人就安装了摆动式电弧传感器,韩国的HANGIL Autowelding公司生产的旋转电弧传感器可用于弧焊机器人和自动焊中。

以上说明电弧传感器是有着广泛的应用前景的。

5、结束语
随着电子技术、智能技术、网络技术、机器人技术等的进一步发展，焊缝跟踪技术将要沿着网络化、智能化的方向发展。

电弧传感器术将在焊缝跟踪技术中得到更加广泛的应用。