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)回擺動(dòng)而實(shí)現焊縫跟蹤。用在弧焊機器人上的擺動(dòng)電弧傳感器不需要擺動(dòng)裝置，通過(guò)機器人手臂帶動(dòng)焊槍作橫向擺動(dòng)即可。但受機器人結構因素的影響，機器人的擺動(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分別有永磁鐵和激勵線(xiàn)圈，當激勵線(xiàn)圈通過(guò)一定頻率的直流電流時(shí)，導電桿便會(huì )產(chǎn)生一定頻率的擺動(dòng)，從而實(shí)現焊縫的跟蹤。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，擺幅0～4mm可調，*大焊接速度400mm/秒。其特點(diǎn)是體積小，重量在1Kg以下，其結構如圖1b所示。 

傳感器的檢測點(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，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)現這一前提的基礎。焊接傳感器根據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)。傳統的焊縫跟蹤傳感器多數是附加式的，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，跟蹤效果好。電弧傳感器的*大優(yōu)勢在于它的抗弧光、高溫及強磁場(chǎng)能力很強, 同時(shí)它與焊接電弧總是統一的整體,結構簡(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重視, 國外許多焊接設備研究和制造機構都在努力開(kāi)發(fā)這一領(lǐng)域。工業(yè)發(fā)達國家的研究起步較早, 已研制出多種電弧掃描形式(如雙絲并列、擺動(dòng)和旋轉) 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)。許多國家所生產(chǎn)的弧焊機器人上均配有擺動(dòng)式電弧傳感跟蹤裝置。