电弧跟踪介绍

弧追踪原理简介1、比较两种跟踪方法的优缺点视觉传感器(激光传感器)和电弧传感器是目前国内外研究最多的两种类型的传感器。视觉传感器使用工业CCD相机获取有关钎焊和焊缝的相对位置以及坡口、熔池的信息，作为图像处理。得到的焊接信息量大，控制精度高，再现性好的优点。但是，其检测点通常是高级电弧，扫描点不是实际钎焊，对折弯和弯曲焊接无能为力；不能承受磁偏压、线材弯曲干涉、点-固焊点的影响。整个系统是包括性能优良的计算机在内的图像处理系统和激光设备，整个系统复杂、成本高，这影响了宣传和产业化。电弧传感器是利用焊接电弧自身特性的传感器，不需要在焊接口附加任何设备，电弧传感器的信号检测点是焊接电弧点。满足实时、特别是焊接工艺的低成本自动化要求的火炬运动的灵活性和可达性，电弧扫描不仅可以跟踪检测，确保焊接参数的稳定性，还可以实现成型效果，特别是可以大大改善坡焊缝和厚板坡口多道焊缝的表面形成和两侧的融合。传感器位置无前导错误，信号处理简单，实时性好。此外，由于不受到飞溅、烟尘、电弧等的干扰，成本低，电弧传感器在焊缝跟踪中应用广泛，现在是弧焊机器人中最常用的传感器，成为大多数弧焊机器人的标准配置。弧传感器的缺点是钣金零件的对接和搭接接头难以跟踪。国内电弧追踪是1980年代潘伟鲁的学者提出的2、电弧传感器工作原理电弧传感器通过检测焊接电流或电压的变化来跟踪焊接。基本原理(图1):由于焊枪和工件之间距离的变化而引起的焊接参数的变化(焊接过程中电弧弧长的变化与焊接电流和焊接电压的变化成正比，请参阅焊接电流或焊接电压的变化)，在等速导线调整系统中，导线供给速度恒定，MIG/MAG焊接电源通常具有恒压外部特性，在这种情况下，焊接电流随电弧长度的变化而变化。对v形凹槽对接执行摆动熔接时，摆动两端和中心处的弧长度发生了变更，熔接电流强度也发生了变更。电弧传感器为控制系统提供偏差信息，以检测焊接电流的变化，补偿机器人末端轨迹。图1电弧传感器原理图火炬的一面横振镜分为四段进行研究，位置(2)左右两侧电流的平均大小相同，但如果有偏差，位置(2)左右两侧电流的平均大小不相等，通过偏差提取算法提取左右偏差，通过补偿算法补偿机器人末端轨迹的偏差，实时跟踪焊缝。3、摆动弧焊跟踪技术的应用目前，德国KUKA、REIS等弧焊机器人配备了用于准确焊缝跟踪的摆动弧焊跟踪模块，国外的摆动弧焊跟踪技术更加成熟和广泛使用。实验表明，REIS弧焊机器人的摆动弧焊跟踪功能在指定的实验条件下，焊缝长度为350mm，焊缝起始位置不变，末端水平向外偏移60mm，可以跟踪顶部焊缝，焊缝效果与无偏移相比没有太大差别，可以充分满足工程需要图2示出了在没有偏移的情况下摆动焊接效果，图3示出了焊缝末端水平方向向外偏移60mm的情况下摆动跟踪焊接效果。但是，KUKA、REIS等弧焊机器人在使用摆动弧焊跟踪功能之前，必须通过实验或经验值设置相应的控制器参数，如果参数设置不正确，跟踪效果通常很小，无法满足工程要求。图2无偏移图3部分60mm的跟踪效果国内摆动弧焊跟踪技术目前处于研究阶段，电弧传感器的应用还没有达到满意的水平。主要有三个原因：第一，从电弧传感器的原理来看，由于需要火炬摆动，因此必须有一套控制摆动的设备，对于机器人焊接系统，横琴是机器人末端，国内机器人目前处于开发阶段，没有可商品化的机器人产品，进口机器人因知识产权保护等原因无法打开底部界面，研发人员可以进行摆动弧焊跟踪开发。这些限制了电弧传感器的应用范围。其次，电弧传感器信号处理也是困难的原因之一。因为弧焊过程中有很多不利于信号收集和处理的因素，例如短路电流的干扰、熔池液体金属的波动或流动的干扰。由于这些不利因素，焊接电流导致了由长时间低频分量和短时间高频分量组成的异常