電弧傳感器的工作原理

有什么優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)？

工作原理

在焊接過程中，焊槍與工件之間的相對(duì)位置發(fā)生變化時(shí)，會(huì)引起電弧電壓和電流的變化，這些變化都可以作為特征信號(hào)被提取出來，用于實(shí)現(xiàn)焊槍高低和左右兩個(gè)方向的跟蹤控制。

電弧傳感器以電弧本身為傳感器，相對(duì)其它傳感器來說，它結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，保用方便靈活，它的最大優(yōu)勢(shì)是它能抗弧光，高溫及強(qiáng)磁場(chǎng)能力很強(qiáng)。因?yàn)樗皇芑」?、磁?chǎng)、飛濺、煙塵等干擾，因而，它具有響應(yīng)快、精度高，抗干擾強(qiáng)等特點(diǎn)。

它的缺點(diǎn)如下：由于它是以電弧本身作為檢測(cè)元件，所以只有在焊接過程中才能發(fā)揮作用。

另外，焊槍的擺動(dòng)或旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)比較復(fù)雜，電弧各參數(shù)間耦合性很強(qiáng)，實(shí)際得到的波形未達(dá)到預(yù)期的效果，故需要對(duì)所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波，且控制量需要根據(jù)大量的實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)來確定，對(duì)于無對(duì)稱側(cè)壁或根本無側(cè)壁的接頭形式，現(xiàn)有的傳感器不能識(shí)別，也不能實(shí)現(xiàn)對(duì)焊接起始點(diǎn)與終止點(diǎn)的自動(dòng)檢測(cè)。國(guó)內(nèi)外已做了很多電弧傳感器的焊縫跟蹤方面的工作。

電弧擺動(dòng)

電弧擺動(dòng)的實(shí)現(xiàn)有多種方法，可以通過擺動(dòng)焊炬，也可以是焊炬不動(dòng)，通過電磁力來驅(qū)動(dòng)電弧擺動(dòng)，或者將氣體吹入電弧中，利用熱收縮效應(yīng)使電弧擺動(dòng)。

光學(xué)傳感器精度高、再現(xiàn)性好，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)坡口形狀、寬度和截面的檢測(cè)和焊縫跟蹤,為焊接參數(shù)的自適應(yīng)控制提供依據(jù)。光電傳感器又可以分為基于分立光電元件的單點(diǎn)式光電傳感器和能夠獲得坡口圖像信息的視覺傳感器。

01檢測(cè)坡口二維圖像信息

視覺傳感器能夠檢測(cè)坡口二維圖像信息，由于其包括的信息多、靈敏度高、動(dòng)作相應(yīng)快,成為最新式、功能最強(qiáng)、性能最先進(jìn)的焊縫自動(dòng)跟蹤傳感器。利用視覺傳感器的焊縫自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)是未來焊接自動(dòng)化的發(fā)展趨勢(shì)。根據(jù)輔助光源形式的不同，焊縫跟蹤視覺傳感器可以分為基于結(jié)構(gòu)光的視覺傳感器和基于光點(diǎn)掃描的視覺傳感器。與采用結(jié)構(gòu)光的視覺傳感器相比較,采用光點(diǎn)掃描獲得二維圖像信息的視覺傳感器的缺點(diǎn)是所使用的振鏡結(jié)構(gòu)復(fù)雜,價(jià)格昂貴。

02外部適應(yīng)能力

視覺傳感器所能獲得的信息量大，同時(shí)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和圖像處理技術(shù)的迅速發(fā)展，大大提高了焊接系統(tǒng)的外部適應(yīng)能力。特別是CCD傳感器因其可靠的性能、清晰直觀的圖像和良好的使用效果而得到了普遍的重視。例如，線陣CCD圖像傳感器,它的白熾燈光通過光導(dǎo)纖維投射在工件上形成圓形光斑，其反射光成像于上方的器件上，由于是線陣（包含個(gè)光敏單元），僅獲得光斑中與焊縫垂直的一條線的信號(hào)，與工件表面對(duì)應(yīng)的光敏單元信號(hào)強(qiáng)，與縫隙對(duì)應(yīng)的光敏單元信號(hào)弱，用微機(jī)處理256這個(gè)信號(hào)，即可求出焊線中心線的位置，用于自動(dòng)跟蹤。這類傳感器由于光斑面積大，如何提高其光照度以獲得必要的信噪比是其關(guān)健。

03結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)設(shè)備的要求低

單點(diǎn)式光電傳感器相對(duì)視覺傳感器來說，它的結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，對(duì)相應(yīng)設(shè)備的要求條件沒那么高，價(jià)格更加便宜，在滿足跟蹤精度要求的條件下，更容易實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，對(duì)提高國(guó)內(nèi)的焊接自動(dòng)化水平大有裨益。但它采集的信息量相對(duì)視覺傳感器要少，對(duì)實(shí)驗(yàn)的條件和環(huán)境要求較高，抗干擾能力有待提高。