1 電弧傳感器的分類(lèi)

1.1擺動(dòng)掃描式電弧傳感器

擺動(dòng)掃描式電弧傳感器是目前應(yīng)用*廣的一種焊接電弧傳感器，這種電弧傳感器需要一套擺動(dòng)裝置，在焊縫的橫向方向來(lái)回?cái)[動(dòng)而實(shí)現(xiàn)焊縫跟蹤。用在弧焊機(jī)器人上的擺動(dòng)電弧傳感器不需要擺動(dòng)裝置，通過(guò)機(jī)器人手臂帶動(dòng)焊槍作橫向擺動(dòng)即可。但受機(jī)器人結(jié)構(gòu)因素的影響，機(jī)器人的擺動(dòng)頻率一般在10Hz以下，如圖1a所示。在高速焊接和焊縫弧度大的情況下，其跟蹤效果會(huì)受到影響。

M KODAMA發(fā)明了一種電磁高速擺動(dòng)電弧傳感器，這種電弧傳感器的兩側(cè)分別有永磁鐵和激勵(lì)線(xiàn)圈，當(dāng)激勵(lì)線(xiàn)圈通過(guò)一定頻率的直流電流時(shí)，導(dǎo)電桿便會(huì)產(chǎn)生一定頻率的擺動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)焊縫的跟蹤。這種高速擺動(dòng)的電弧傳感器的擺動(dòng)頻率一般可在0～40Hz之間可調(diào)，擺幅0～4mm可調(diào)，*大焊接速度400mm/秒。其特點(diǎn)是體積小，重量在1Kg以下，其結(jié)構(gòu)如圖1b所示。 

傳感器的檢測(cè)點(diǎn)離開(kāi)電弧有一定的距離，在焊接大弧度的焊縫時(shí)會(huì)影響跟蹤效果。而電弧傳感器利用焊接過(guò)程中的電弧電流波形或電弧電壓波形的變化來(lái)獲得電弧中心是否偏離焊縫作為傳感信息，實(shí)時(shí)性強(qiáng)，跟蹤效果好。

焊縫跟蹤是保證焊接質(zhì)量和焊接自動(dòng)化的前提，而傳感器是實(shí)現(xiàn)這一前提的基礎(chǔ)。焊接傳感器根據(jù)傳感方式的不同可以分為附加式傳感器和電弧傳感器兩大類(lèi)。傳統(tǒng)的焊縫跟蹤傳感器多數(shù)是附加式的，例如，接觸式傳感器、電磁傳感器和各種光學(xué)傳感器，這類(lèi)傳感器共同的問(wèn)題就是傳感器與電弧是分離的，傳感器的檢測(cè)點(diǎn)離開(kāi)電弧有一定的距離，在焊接大弧度的焊縫時(shí)會(huì)影響跟蹤效果。而電弧傳感器利用焊接過(guò)程中的電弧電流波形或電弧電壓波形的變化來(lái)獲得電弧中心是否偏離焊縫作為傳感信息，實(shí)時(shí)性強(qiáng)，跟蹤效果好。電弧傳感器的*大優(yōu)勢(shì)在于它的抗弧光、高溫及強(qiáng)磁場(chǎng)能力很強(qiáng), 同時(shí)它與焊接電弧總是統(tǒng)一的整體,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，成本也較低，目前, 電弧傳感器作為一種焊接傳感手段倍受各國(guó)重視, 國(guó)外許多焊接設(shè)備研究和制造機(jī)構(gòu)都在努力開(kāi)發(fā)這一領(lǐng)域。工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的研究起步較早, 已研制出多種電弧掃描形式(如雙絲并列、擺動(dòng)和旋轉(zhuǎn)) 的電弧傳感器, 適合于埋弧焊、TIG和MIG／MAG 等不同焊接方法, 有些已用于焊接生產(chǎn)。許多國(guó)家所生產(chǎn)的弧焊機(jī)器人上均配有擺動(dòng)式電弧傳感跟蹤裝置。