最用,用于工業(yè)生產(chǎn)的弧焊機(jī)器人主要是示教再現(xiàn)型機(jī)器人,在機(jī)器人弧焊過程中,它們可以在他們工作空間內(nèi)高精度重復(fù)已經(jīng)示教的動(dòng)作。不過這也帶來(lái)一定的局限性,那就是應(yīng)變能力很差,對(duì)工件的裝配精度要求較嚴(yán),重復(fù)性要好,在這里傳感器起到了決定性作用。如果焊接條件基本穩(wěn)定,則機(jī)器人能夠保證焊接質(zhì)量。不過在實(shí)際焊接過程中,為了避免機(jī)器人工作時(shí)發(fā)生危險(xiǎn),操作人員不難或不宜進(jìn)入機(jī)器人的工作區(qū)域,使得操作者不能近距離實(shí)時(shí)監(jiān)視焊接過程并作必要的調(diào)節(jié)控制。在實(shí)際的焊接條件發(fā)生變化時(shí),必說(shuō)工件在加工、裝配過程中的尺寸誤差與位置偏差以及焊接工件受熱變形等因素的變化會(huì)使接頭位置偏離所示教的路徑,這樣會(huì)造成焊接質(zhì)量下降甚至失敗。所以精確的焊縫跟蹤是保證焊接質(zhì)量的關(guān)鍵,它是實(shí)現(xiàn)焊接過程自動(dòng)化的重要研究方向,然而精準(zhǔn)的焊縫有得得力于傳感器的精準(zhǔn)感應(yīng)以及控制。
弧焊用傳感器可以分為直接電弧式、接觸式與非接觸式三大類。按工作原理可分為機(jī)械、機(jī)電、電磁、電容、射流、超聲、紅外、光電、激光、視覺、電弧、光譜及光纖式等。按用途分有用于焊縫跟蹤、焊接條件控制(熔寬、熔深、熔透、成形面積、焊速、冷卻速度與干伸長(zhǎng))及其他如溫度分布、等離子體粒子密度、熔池行為等的研究。據(jù)日本焊接技術(shù)學(xué)會(huì)104年所做的調(diào)查顯示,在日本、歐洲及其他發(fā)達(dá)國(guó)家,用于焊接過程的傳感器有80%是用于焊縫跟蹤。
接觸式傳感器一般就在焊槍前方采用導(dǎo)桿或?qū)л喤c焊縫或工件的一個(gè)側(cè)壁接觸,通過導(dǎo)桿或?qū)л啺押缚p位置的變化通過光電、滑動(dòng)變阻器、力覺等方式轉(zhuǎn)換為電信號(hào),用來(lái)控制系統(tǒng)跟蹤焊縫。他們特點(diǎn)就是為不受電弧干擾,工作可靠,成本低,曾在生產(chǎn)中得到過廣泛應(yīng)用.不過跟蹤精度不高,目前正在被其他傳感方法取代。此外,現(xiàn)在有的工業(yè)機(jī)器人中利用接觸傳感方式進(jìn)行焊縫起點(diǎn)的尋找。然而電弧式傳感器利用焊接電極與被焊工件之間的距離變化能夠引起電弧電流,電弧電壓變化這一物理現(xiàn)像來(lái)檢測(cè)接頭的坡口中心。電弧傳感方式主要有擺動(dòng)電弧傳感、旋轉(zhuǎn)電弧傳感以及雙絲電弧傳感。因?yàn)樾D(zhuǎn)電弧傳感器的旋轉(zhuǎn)頻率可達(dá)幾十赫茲以上,大大高于擺動(dòng)電弧傳感器的擺動(dòng)頻率(10Hz以下),所以提高了檢測(cè)靈敏度,改善丁焊縫跟蹤的桔皮,巳可以提高焊接速度,使焊道平滑等。
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