弧传感器

控制系统包括控制器和物体的两个部分。

受控对象的动态特性是主要的。

因此，建立受控对象的数学模型是所有工作的第一步。

所谓的“系统建模”是指所谓的“系统建模”。

是软件中的过程。

摘要说明。

常用的建模方法有：机制分析方法; b统计建模方法; c神经网络建模方法; d智能建模方法。

我们在这里分析的是旋转电弧焊枪长度和焊接电流之间的数学模型H（s）-I（s），其中输入是电弧长度，输出是实时焊接电流。

虽然具体结果在不同系统中有所不同，但结果都是二阶对应关系。

根据文献，得出以下结论：设G（s）为割炬高度H（s）对电流I（s）的传递函数，理论上可以表示为：其中Ka，Kn，Kr，Kq电源外的特性，焊接材料，与电弧气氛有关的常数，P（s）是电源的动态外部特性。

当电源的外部特性是一阶惯性链路P（s）= P0 /（TpS + 1）时，公式（1）可以简化为：对象的数学模型将有助于指导我们以下工作：我们可以设计和评估控制器作为模型;我们可以分析数学模型，找到最敏感的工作频率，以确定最佳的圆弧旋转。

角速度;该模型可用于模拟所用的控制器，比较不同结构和参数控制器的优缺点，并设计出满足要求的数字控制器。

让焊接过程为对象H（s）=（1 + 3s）/（1 + 2s）（1 + 8s）。

由于给定传递函数表示的对象是线性和时不变的，因此使用简单的比例控制。

这是可行的，只要比例系数合适，跟踪误差就足够小;如果加上积分项，则可以用小比例因子获得跟踪精度;加上微分项可以减少过冲。

图1 PID控制器仿真结构图在仿真结构图中，对每个系数进行适当调整，系统可以跟踪步进信号的上升时间，超调和稳态精度，满足要求，如图1所示。

图2 PID控制器仿真结果电弧传感器的基本原理是通过焊枪与工件之间距离变化引起的焊接参数变化来检测割炬高度和左右偏差。

在恒速送丝调节系统中，送丝速度恒定，焊接电源一般采用扁平或减速的外部特性，在这种情况下焊接电流会随着电弧的长度而变化。

电弧传感器的工作原理如图所示。

L是电源的外部特性曲线。

当焊接状态稳定时，电弧工作点为A0，电弧长度L0，电流I0。

当焊炬和工件表面之间的距离的阶跃变化增加时，弧长突然伸长到L1。

此时，干燥伸长率太晚而无法改变，电弧在新的工作点A1燃烧。

电流突然变为I1，电流的瞬时变化为ΔI1，反之亦然。

从以上分析可以得出结论，电弧位置的变化会引起电弧长度的变化，焊接电流也会相应变化，从而可以判断焊枪和焊缝之间的相对位置。

。

在自动焊缝跟踪方面，传感器提供系统处理和控制所需的焊缝信息。

我们研究了电弧传感器，从焊接电弧信号中提取能够实时，准确地反射焊枪和焊接中心的偏移变化信号，并将该信号作为气体保护焊缝自动跟踪系统的输入信号。

也就是说，气体保护焊缝自动跟踪系统的传感信号。

目前，国际国内焊接行业在电弧传感器研究方面非常活跃。

用于焊缝跟踪的电弧传感器主要有以下类型：（1）平行双线电弧传感器。

工件由两个独立的平行弧焊接。

当焊炬的中心线未与凹槽的中心对齐时，动作线具有不同的干燥伸长率。

对于平面外特性，电源将导致两个电流不相等。

根据两个电流差异，可以区分和跟踪割炬的横向位置。

（2）旋转扫描电弧传感器。

当带有导线器的喷嘴旋转时，旋转速度和焊接电流之间存在关系。

高速旋转电弧传感器可用于跟踪厚板间隙和角焊缝。

它比振荡电弧传感器结构更复杂，需要在焊接过程和信息处理方面进行深入研究。

（3）焊枪振荡电弧传感器。

当电弧在凹槽中振荡时，导线末端与母材之间的距离随焊炬的定心位置而变化，这导致焊接电流和电压的变化。

由于机械限制，振荡电弧传感器的摆动频率通常较低，这限制了高速和薄板搭接焊接的应用。

在其他弧焊参数相同的条件下，振荡频率越高，振荡电弧传感器的灵敏度越高。

近年来，电弧传感器已成为焊接自动跟踪发展的热点。

与此同时，随着计算机技术和模糊数学等相关学科的发展，旋转弧传感器已进入实用阶段。

例如，清华大学开发的旋转电弧传感器应用于东风汽车。

该公司的汽车储气罐环缝自动焊接。

南昌大学在焊接机器人上安装了高速旋转电弧传感器，实现焊缝的自动跟踪。

国外电弧传感器的应用相对成熟且广泛。

例如，德国CLOOS的ROMAT 76SW机器人和日本松下的Pana-Robo机器人安装了振荡电弧传感器。

韩国HANGIL Autowelding生产的旋转电弧传感器可用于电弧焊。

机器人和自动焊接。

以上对电弧传感器的描述具有广阔的应用前景。