基于电弧传感的焊缝跟踪方法的研究与实现

波形控制GMAW焊接电源及焊缝跟踪研究

波形控制GMAW焊接电源及焊缝跟踪研究波形控制GMAW焊接电源及焊缝跟踪研究摘要：随着科技的不断发展，焊接技术一直在不断提高。

气体保护电弧焊（gas metal arc welding，GMAW）作为一种常见的焊接方法，已经广泛应用于行业中。

本文通过探讨波形控制GMAW焊接电源的优势以及焊缝跟踪技术的研究，旨在提高焊接质量和效率。

1. 引言气体保护电弧焊（GMAW）是一种常用的焊接方法，广泛应用于航空航天、船舶、汽车和建筑等行业。

在传统的GMAW焊接中，焊接电源只能提供稳定的电流和电压，焊工需手动控制焊接参数。

近年来，随着电子技术的发展，波形控制GMAW焊接电源成为了焊接技术研究的热点之一。

2. 波形控制GMAW焊接电源的优势传统的GMAW焊接电源只能提供稳定的焊接参数，无法自动调整焊接过程中的参数。

波形控制GMAW焊接电源通过改变焊接电流和电压的波形，实现了焊接参数的自动调整。

这种技术的优势主要体现在以下几个方面：2.1 提高焊接质量波形控制GMAW焊接电源可以根据焊接材料的性质和焊缝的要求，自动调整焊接参数，使得焊接质量更加稳定。

例如，在焊接高强度钢板时，波形控制GMAW焊接电源可以根据焊缝的宽度和深度，自动调整焊接电流和电压，提高焊接强度。

2.2 提高焊接效率传统的GMAW焊接需要焊工通过手动调整焊接参数，工作效率较低。

而波形控制GMAW焊接电源可以根据焊接要求，自动调整焊接参数，提高工作效率。

例如，在焊接薄板时，波形控制GMAW焊接电源可以根据焊接速度和融合深度，自动调整焊接电流和电压，提高焊接速度和效率。

2.3 降低焊接变形和裂纹传统的GMAW焊接容易产生焊接变形和裂纹。

波形控制GMAW焊接电源可以根据焊接参数的调整，降低焊接过程中的热应力，减少焊接变形和裂纹的发生。

例如，在焊接不锈钢薄板时，波形控制GMAW焊接电源可以根据焊接速度和气体流量，自动调整焊接电流和电压，减少热应力，降低焊接变形和裂纹的风险。

用于焊缝跟踪的磁控电弧传感器

ｉｅｎｓａｔａｋｎｓｕｓｄｉｅｍ—ｒｃｉｇ．
Ｋｅｒｓｙｗｏｄ：ｍａｎｔ — ｏｔｌａＣｓｎｏ；ｓａｔｃｉｇｌｔｒａｉｇｍａｎｔｅｄｇｅｃｃｎｒｅｓｒｅｍ—ｒｋｎ；ａｅｎｔｇｅｃｆｌｉｏｒａｎｉｉ
价值。建立了电弧运动的平衡方程，分析了电孤的运动规律，为控制电孤的运动提供了理论依据，导了磁控电孤传感器推的各参数之间的关系，为该传感器的设计和应用提供了理论基础。
关键词：控电孤传感器；缝跟踪；变磁场磁焊交
Ａｂｓｒｃ：Ｉｒｅｏｓｌｅｔｒｂｅｍｆｔｅｈａｃｌａｃｅｓｒｆｒｓａ —ｒｃｉｇ，ａｎｅｔｐｆｍａｎｅｃｃｎｒｌａＣｔａｔｎｏｄｒｔｏｖｈｅｐｏｌｏｈｅｍｃｎｉａｒｓｎｏｏｅｍｔａｋｎｗｙｅｏｇｔ — ｏｔｏｉｒｓｎｏｓｄｖｌｐｅａｄｉｓｍｅｈａｃｌｓｒｃｕｅａｄｔｅｃｒｅａｉｅｃｒｕｔｄａｒｍｒｉｅｅｓｒｗａｅｅｏｄ，ｎｔｃｎｉａｔｔｒｈｏｒｌｔｖｉｃｉｉｇａｗｅｅｇｖｎ．Ｔｈｓｓｎｏｐｐｉｓｔｅｍａｎｔｃｕｎｉｅｓｒａｌｅｈｇｅｉ— ｃｎｔｏｌｎＣｔｃｏｏｙ，ｗｉｈａｓｍｐｅｓｒｃｕｅａｄｌｗｏｔｔｈａｏｍｅｈａｉａｉｒｔｏａｄｈｉｈｃｎｔｏｌｎｇｐｅｉｉｎ，ｏｒｌｗｅｄｉｇａｅｈｎｌｇｒｔｉｌｔｔｒｕｎｏｃｓ．ｓｎｃｎｃｖｄｉｐｌａｉｎｖｕｓｖｒｉｈＴｅｐｐｒｅｔｂｉｈｄｔｅｍｏｉｎｅｕｔｎａｄａａｙｅｈｖｍｅｔｂｈｖｏｆａＣｎｔａｐｉｔａｅｉｅｙｈｇ．ｈａｅｓｌｅｈｔｑａｉｎｎｚｄｔｅｍｏｅｎｅａｉｒｏ，ｓｃｏｌａｓｏｏｌｒ

基于视觉与电弧多信息传感的焊缝跟踪算法

传感器信息融合算法进行焊缝的跟踪。视觉传感器利用工业电荷耦合元件（Ｃ获取图像信息控制焊炬的横向偏ＣＤ）
差信息，电弧传感器利用数据采集卡获取电流信息控制焊炬的高度互补偏差信息和横向的冗余信息，两种传感器将得到的冗余信息和互补信息在特征层下进行融合实现焊接过程横向和高度的纠偏控制。冗余信息的融合可以实现
ＪｕｎｌｆＣｍｐｔｒＡｐｉａｉｎｏｒａｏｕｅｐｌｔｓｏｃｏ
ＩＳ１ＳＮ００１９ — ０８１
２２— ６— ０１００１
计算机应用，０２３（）１６２１，２６：７０—１６７５
文章编号：０１９８（０２０１０ — ０１２１）６—１６０７０— ６
３华恒焊接股份有限公司，．江苏昆山２５０）１３１（通信作者电子邮箱ｈｌ０９ｕａｉａｃｍｈ２０ｎａ＠ｓ．ｏ）ｎ
伟。
（．京航空航天大学计算机科学与技术学院，南京２０１；２南昌陆军学院战斗实验室，１南１０６．南昌３００；３１３
Ａｂｔａｔｓｒｃ：Ｗｉｈａｉｅｅｏｍｅｔｏｅｄｓｎｏｅｈｏｏｙａｄｓｇａｒｃｓｉｇｔｃｎｌｇ，ｍｏｅａｄｍｏｅｔｔｅｒｐｄｄｖｌｐｎｆｗｌｅｓｒｔｃｎｌｇｎｉｎｌｐｏｅｓｅｈｏｏｙｈｎｒｎｒ

高速旋转电弧传感焊缝偏差信息识别的研究

贾剑平，张华，叶建雄
（昌大学机械电子研究所，西南昌３０３）南江３０１
摘
要：以空心轴电机直接驱动的高速旋转电弧传感器是焊接应用中使用的一种传感器，国内外将它应
用于焊缝跟踪系统中，并进行了大量的研究。介绍了该传感器的结构与工作原理，阐述了采用特征谐波检测法识别焊缝偏差信号的方法。利用该方法对Ｖ形坡口进行了金属熔化极气体保护电弧焊（Ｇ）ＭＩ的跟
直接连接到下端，焊丝直接连接到导电杆的上端。电弧扫描传感器机构中加入递进式光电码盘，码盘形状如光图２ａ所示，（）光码盘外圈为６４个分度齿，内圈为１个分度
在焊缝跟踪系统中，传感器是关键，它决定着整个系统对焊缝的跟踪精度。焊接用的传感器有很多，主要有直接
维普资讯
４８
传感器与微系统（ｒｎｄｃｒｎｃｏｙｔｅｈｏｇｅ）ＴａｓｕｅｄＭｉｓｓｍＴｃｎｌｉａｒｅｏｓ
２００７年第２６卷第８期
高速旋转电弧传感焊缝偏差信息识别的研究
ＡｂｔａｔＴｅｈｇｐｅｏａｉｇａｃｗｌｉｇｓｎｏｒｖｄｂｔｒｗｔ￣ｌｗｈｆｉｓｄｉｅｍｒｃｉｇｓｒｃ：ｈｉｈｓｅｄｒｔｔｒｅｄｎｅｓｒｄｉｅｙｍｏｏｉｈｏｓａｔｓｕｅｎｓａｔｋｎｎｈａ
Ｓｕｄｎｉｎｔｆｉｅｍｅｉｔｏｎｏｍａｉｎｂｓｄｔｙｏｄｅｉｙｎｇｓａｄｖａｉｎｉｆｒｔｏａｅ

python 视觉焊缝跟踪方法

python 视觉焊缝跟踪方法视觉焊缝跟踪是一种基于计算机视觉技术的焊接过程控制方法。

通过使用图像处理和模式识别技术，可以自动检测和跟踪焊缝，从而实现焊接过程的自动化和精确控制。

本文将介绍一种基于Python的视觉焊缝跟踪方法。

我们需要明确焊缝跟踪的目标。

焊缝通常是由两个或多个金属工件通过焊接材料融合而成的连接线。

焊缝的形状和位置对焊接质量有着重要的影响，因此准确地跟踪焊缝是确保焊接质量的关键。

在实现焊缝跟踪之前，我们需要获取焊接过程中的图像数据。

可以使用摄像头或其他图像采集设备来获取焊接区域的实时图像。

在Python中，可以使用OpenCV库来进行图像采集和处理。

获取到图像数据后，我们可以通过图像处理技术对焊缝进行检测和提取。

一种常用的方法是使用边缘检测算法，例如Canny算法，来提取焊缝的边缘信息。

边缘检测可以将焊缝的边界与背景进行区分，从而便于后续的跟踪和分析。

在提取到焊缝的边缘信息后，我们可以使用轮廓检测算法对焊缝进行进一步处理。

轮廓检测可以将焊缝的形状从边缘信息中提取出来，并计算出焊缝的几何特征，如长度、宽度和面积等。

这些特征可以用于判断焊缝的质量和位置，从而进行后续的控制和调整。

为了实现焊缝的实时跟踪，我们可以使用目标跟踪算法，例如卡尔曼滤波算法或粒子滤波算法。

这些算法可以根据前一帧的跟踪结果和当前帧的图像信息，预测出焊缝的位置，并进行修正和更新。

通过不断地迭代和更新，可以实现对焊缝的连续跟踪。

在实际应用中，为了提高焊缝跟踪的准确性和鲁棒性，我们可以结合其他的图像处理和机器学习技术。

例如，可以使用形状匹配算法对焊缝进行匹配和识别，以便更好地跟踪和控制焊接过程。

同时，可以使用深度学习算法对焊缝进行分类和检测，以便更好地判断焊缝的质量和缺陷。

总结一下，基于Python的视觉焊缝跟踪方法涉及到图像采集、边缘检测、轮廓检测、目标跟踪和其他图像处理和机器学习技术的应用。

通过这些技术的组合和优化，可以实现对焊缝的自动化和精确控制，提高焊接质量和效率。

焊缝跟踪和焊缝寻位的原理

焊缝跟踪和焊缝寻位的原理
一、焊缝跟踪原理
焊缝跟踪是焊接过程中的一项重要工作，它能够确保焊接质量和工艺
参数的一致性。

其原理是通过焊缝检测传感器或视觉传感器对焊接过
程中的焊缝进行实时监测，根据预置的规程控制焊接电流和速度实现
焊接质量的稳定性。

焊缝跟踪系统一般由控制器、传感器、信号接口等组成。

其中，传感
器可分为近红外传感器、激光传感器、摄像头传感器等，根据不同的
焊接场景选择相应的传感器。

通过掌握焊接过程中的实时参数，如焊
接速度、电流强度、电压等，可以及时调整焊接参数，确保焊接质量。

二、焊缝寻位原理
焊缝寻位是焊接前的重要工作，它可以在焊接前精确定位焊接部位，
降低焊接质量测评成本，提高焊接效率。

焊缝寻位技术可以通过机械
手臂、计算机视觉、激光测量等方式实现。

消费电子产品采用的主要焊缝寻位技术是机械手臂寻位，通过机械臂
精确控制焊枪位置，实现对焊接部位的寻位。

另外，一些大型生产厂
家也使用了激光测量的方法，在焊接前使用激光传感器对焊接部位进行测量，确定焊接位置。

三、焊缝跟踪与焊缝寻位的关系
焊缝跟踪和焊缝寻位是两个不同的概念，但它们在焊接中有着密切的关系。

首先，焊缝寻位可以为焊缝跟踪提供准确的焊接部位信息，避免焊接过程中出现偏差。

同时，焊缝跟踪技术也可以为焊缝寻位的自动化提供支持，通过对焊接过程中的数据分析，优化焊缝寻位方案，提高寻位精度和效率。

总之，焊缝跟踪和焊缝寻位是两项相互依存的技术，在焊接过程中都发挥着重要作用，提高焊接质量，降低成本。

基于Labview的电弧传感焊缝跟踪的实现

第４期
吴金锋等．基于Ｌｂｉ的电弧传感焊缝跟踪的实现ａｖｅｗ
１９
分之一，减少了大量数据对处理器的压力，快加了程序的循环速度，踪精度与原方法相比没跟
有显著性的差异。
２３运动控制子程序．
成如图１所示。Ｉ里量ｌ
虚拟仪器技术构建系统具有精度高、可扩展性强、发时间短、开无缝集成等优点，很高的性有
价比。笔者利用虚拟仪器开发平台建立的一套电弧传感焊缝跟踪控制系统，用了左右极限采
法，此方法要读取处理的数据只是原方法的三
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自动化的一个热点。基于电弧传感的焊缝跟踪由于利用了电弧自己特有的特性，不需要加额外的设备，因此结构简单且成本低，目前最有是效的焊缝跟踪方法之一。虚拟仪器技术就是利用高性能的模块化硬件，合高效灵活的软件结
摘
要
在虚拟仪器开发软件Ｌｂｉ环境下，建了新型高速摆动电弧传感的自动焊缝ａｖｗｅ构

基于模糊控制的电弧焊接焊缝跟踪技术研究

周玉印付丽君（沈阳理工大学信息科学与工程学院，辽宁沈阳１１０１５９）
池世春许石哲
（中科院沈阳自动化研究所，辽宁沈阳１１００１６）
摘要
针对Ｖ型坡口焊缝，采用摆动扫描式电弧传感器，研制了基于模糊控制的焊缝跟踪系统。主要介绍了焊缝跟踪系统的
跟踪，使焊枪对中焊缝。２焊缝跟踪模糊控制算法设计焊缝跟踪模糊控制系统以焊枪距离焊缝中心的横向偏差值ｅ及偏差值的变化量ｅｃ作为输入量，以伺服电机的控制步数Ｕ为输出量，即采用二维模糊控制器结构。焊缝跟踪模糊控制器结
ｔａｂｌｅ．Ｉｎｔｈｅｗｅｌｄｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ，ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｕｓｅｓｔｈｅＡＲＭｍｉｃｒＯｐｒ０ｃｅｓｓＯｒｌｏｏｋ—ｕｐｔａｂｌｅｗｏｒｋｓｅａｍｔｒａｃｋｉｎｇｉｎｏｒｄｅｒｔｏａｃｈｉｅｖｅａｃｃｕｒａｔｅｔｒａｃｋｉｎｇｏｆｓｅａｍｗｅｌｄｉｎｇ，ｔｈｅｗｅｌｄｉｎｇｔｏｒｃｈｏｎｔｈｅｗｅｌｄｉｎｇ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ａｒｃｓｅｎｓｏｒ，ｆｕｚｚｙｃｏｎｔｒｏ１．ｓｅａｍｔｒａｃｋｉｎｇ，ＡＲＭ
焊缝跟踪，即以焊炬为被控对象、电弧（焊炬）相对于焊缝中心位置的偏差作为被调量，通过机械、电磁、激光、视觉等多种传感测量手段控制焊炬，使其在整个焊接过程中始终与焊缝对中。焊缝跟踪是焊接自动化领域的一个重要研究课题，精确的自动焊缝跟踪技术是保证焊接质量的关键，在焊接过程中焊炬应始终对中焊缝。由于焊接是复杂的热加工工艺，弧焊过程中产生的强光、

自动焊缝跟踪系统的设计与实现

自动焊缝跟踪系统的设计与实现摘要:本文介绍了一种基于旋转电弧传感器的焊接机器人系统。

系统采用惯量小，成本低，灵活性大的新型十字滑块系统作为机械传动机构；旋转电弧传感器的位置精度高，焊缝偏差小，使用各类焊缝类型；配合步进电机完成整个系统位移单元的传动，并进行位置伺服。

环境预检测系统完成工作环境的检测，确保系统的安全运行，DSP主控系统完成整个系统的管理和控制，并设计了包括软件保护，机械限位保护，报警保护，电源管理保护在内的各种保护措施。

为了方便系统的维护和升级，预留了标准的串口和以太网接口，可以方便对系统进行扩展升级。

关键词：焊缝跟踪；旋转电弧传感器；位置伺服；十字滑块目录1项目背景 (1)2设计要求和需求分析 (1)3系统总指标分析 (2)3.1 系统静态指标 (2)3.2系统动态指标 (2)3.3运动精度指标 (2)3.4智能性指标分析 (2)3.5可扩展性指标分析 (2)3.6应用指标 (2)3.7环境要求 (3)3.8装配指标分析 (3)4 模块设计指标和方案分析 (3)4.1总体设计方案 (3)4.2主控系统指标分析和方案比较 (4)4.3机械结构指标分析和方案比较 (4)4.4 反馈系统模块指标分析和方案比较 (6)4.5运动控制模块指标分析和方案比较 (7)4.6机械保护模块的指标分析和方案比较 (7)4.7环境检测保护模块指标分析和方案比较 (8)4.8接口扩展模块指标分析和方案比较 (8)4.9 电源管理模块指标分析和方案比较 (8)4.10 焊接指标分析与方案论证 (9)5硬件系统方案的实现 (9)5.1总控制核心系统的实现 (9)5.2机械传动结构方案的实现 (10)5.3反馈系统模块的实现 (14)5.3.1 电弧传感器的分类及选型 (14)5.3.2 旋转电弧传感器结构与工作原理 (17)5.3.3 跟踪与纠偏原理 (18)5.4运动控制模块的方案实现 (20)5.4.1步进电机的选取 (20)5.4.2步进电机驱动器的选取 (22)5.4.3直线步进电机的选取 (23)5.4.4直线步进电机驱动器的选取 (24)5.5 机械保护模块方案实现 (25)5.6环境检测系统的实现 (25)5.7接口扩展模块的方案实现 (27)5.8 电源管理模块方案的实现 (28)5.9报警模块的方案实现 (29)6软件控制平台的实现 (29)6.1传感器的控制算法和模型 (29)6.1.1 传感器与系统的初始化 (29)6.1.2 传感器的算法分析 (30)6.1.3 电弧长度模型与平面拟合算法分析 (31)6.2电机驱动的算法 (33)7 成本估计 (34)8 项目总结与改进 (34)8.1 项目总结 (34)8.2.1 旋转扫描电弧传感器的问题与改进 (35)8.2.2 系统与无线传感网络的通信 (35)8.2.3 系统的可移植性改进 (35)9 心得体会 (35)参考文献： (38)附件分工明细 (39)1项目背景焊接是一门材料连接技术，通过某种物理化学过程使分离的材料产生原子或者分子间的作用力而连接在一起，随着焊接技术的不断发展，它在生产中的应用日趋广泛，到目前为止已经成为一种重要的加工手段。

焊缝跟踪的实时跟踪控制算法

焊缝跟踪的控制算法（一）理论模型虚线 Y( t )为焊炬的跟踪调节曲线, 可视作系统执行机构的输出量,即：()()tY t S t dt =⎰传感器在焊缝坡口 B 点的偏移量e1（t ）实际上是 R ( t )曲线上B 点相对于 Y( t )上 A 点的偏差量,即1()()()()()t e t R t Y t R t S t dt ττ-=--=-⎰设焊接速度V ( mm/ s)，则焊接点 A 滞后检测点B 时间为：Vλτ= （s ）再设()S τ是焊炬从t τ-时刻到t 时刻的调节量,即: ()()tt S S t dt ττ-=⎰则焊炬行走时间后与坡口中心的实际误差应为:()1()()1()()tt e t e t S e t S t dt ττ-=-=-⎰理论上 ,只要知道机械系统的传递函数,()S τS 便可知道 ,但实际系统的传输函数往往很难准确得到,因此△S 直接求解比较困难焊接起始点实际焊缝的坡口中心曲线焊枪的跟踪曲线（二）由模型得出的简易控制算法实际的焊缝跟踪过程中，视觉系统提供的位置偏差是经过传感器经过一帧一帧的图像采集后，再经过一系列的图像处理，最终得出位置偏差信息提供给控制器。

因此，需做以下设定：(1) 位置请求指令发送时间间隔和执行机构调整时间间隔同步； (2) 在每次位置请求时，在上一调整周期内焊枪已完成所需的调整量； (3) λ为采样间隔点的整数倍。

设O 点为初始参考点，O 0为焊枪开始纠正起始点，从O 点到O 0点，视觉传感器只做图像采集，焊枪并不进行跟踪，这一段距离属于“盲区”。

i e 为每次识别的坡口中心点与初始参考点之间的差值，i m 为每一步的焊枪实际跟踪量。

系统焊枪实时跟踪量m i 的算法为： 1()i ii a i i am em ---=-∑ （ i=a ，a+1，···，n ）焊接方向（三）根据简易控制算法得出的两种方案第一种方案：焊接过程中，在焊接速度方向上，焊枪相对工件每移动固定的距离，完成一次调整，或者说，每移动固定的距离，控制器向传感系统发出一次位置请求指令。

电弧跟踪

图A
电弧跟踪实现过程：
图 1.电弧传感器的作用如图 1 所示，无论是工件本身不规则还是在焊接过程中发生了变型，无论这种变形是左右变形、上下变形还是上下左右都变形，电弧传感器的作用就是让机器人始终能找到焊缝的中心位置，准确地在中心位置焊接，并保持焊炬高度的一致。无论是直峰焊、环缝焊、相贯线焊还是其他焊接轨迹，电弧传感器都能很好地跟踪焊缝中心。
图 2.焊炬在 V 型焊缝中摆动时的电流波形
图 3.焊炬偏离焊缝中心时的电流波形图 2 可以看出，焊炬在 V 型坡口中心摆动时，摆到两侧时由于干伸长变短导致电流增
加，摆到中心时由于干伸长变长导致电流减小，电弧传感器就是利用这个原理实现电弧跟踪的。如果焊炬以焊缝为中心摆动，则摆到两侧时的干伸长是对称的，电流波形也是对称的，如果焊炬偏到某一侧，则该侧的干伸长变短电流较大，另外一侧的干伸长变长电流较小，两边电流波形不对称，系统据此可判断出焊炬已经偏离焊缝中心（如图 3 所示）,然后再据此调节焊炬位置让焊炬回到焊缝中心位置来。
(3)焊炬摆动式电弧传感器。当电弧在坡口中摆动时，焊丝端部与母材之间距离随焊炬对中位置而变化，它会引起焊接电流与电压的变化。由于受机械方面限制，摆动式电弧传感器的摆动频率一般较低，限制了在高速和薄板搭接接头焊接中的应用。在弧焊其他参数相同的条件下，摆动频率越高，摆动式电弧传感器的灵敏度越高。
（4）磁控电弧传感器。该传感器应用磁场控制电弧技术，具有结构简单、无机械振动、成本低、控制精确等优点。其基本原理是激励电源产生的激励电流通过激励线圈产生交变磁场，焊接电弧在交变磁场的作用下，其运动轨迹必定发生改变。
图 4.工件上下方向变形时电弧跟踪的实现电弧传感器除了可以实现左右焊缝跟踪外，还可以实现上下焊缝跟踪。有摆动和无摆动

焊缝跟踪技术的应用探析

焊缝跟踪技术的应用探析摘要：在焊接生产过程中，不同的产品通常需要特定的焊接设备及工装夹具，需要设计不同类型的生产线及生产流程，即便是同类产品，由于型号不同，通常也需要更换工装夹具。

同时由于工件在组对过程中存在组对误差，加工过程存在加工误差，因此会导致实际焊接的工件与设计图样存在差异，工件一致性较差，对于机器人焊接来说简单的示教通常存在较大的误差。

在焊接过程中的热形变也会引起误差，造成焊接缺陷。

以上问题在一般工业生产中普遍存在，这就需要焊接自动化生产线具有精确定位工件和纠正偏差的能力，同时在焊接过程中能够对焊缝实时检测，调整焊接的路径，纠正焊接的偏差，保证焊接的质量，这样也可以大幅降低操作人员的工作量，提高焊接效率，降低制造成本，实现智能的柔性制造。

关键词：焊缝跟踪技术；应用；分析下文综合了近年来焊缝跟踪领域相关文献及新技术、新应用，分析了各种焊缝跟踪方式的特点，指出基于激光结构光的焊缝定位及跟踪方式将有更大的优势及更宽广的发展空间。

分析展望了未来基于激光结构光的焊缝跟踪新技术与新应用。

1 焊缝跟踪技术的应用现状在实际焊接行业中，由于机械式接触传感技术存在精度差、易磨损的问题，应用已经较为少见。

目前，在实际生产中应用最为广泛的是非接触式的电弧跟踪及基于视觉传感器的跟踪方法。

1.1电弧跟踪电弧跟踪的基本原理是检测焊接电流和电弧电压的变化，来表达电弧长度的变化，从而推算焊枪与焊缝的相对高度及与焊接坡口的相对位置关系，通过焊接执行机构的实时调节，实现焊接过程中的实时电弧跟踪。

但是在实际中电弧长度与焊接电流、电弧电压之间的精准数学模型难以确定，特别是在熔化极电弧焊接过程中，焊接坡口的准确尺寸也难以在线实时检测，以及电弧跟踪需要角接焊缝、摆动焊接等限制条件，因此电弧实时跟踪的应用具有较大的局限性。

1.2基于三角测距原理的激光结构光检测该方法具有对比度高、精度高、实时性强、无接触等特点，得到了广泛应用。

在实际使用中，激光结构光有多种类型，如单线结构光、多线结构光、圆形及椭圆结构光、点阵等。

焊缝跟踪系统

焊缝跟踪系统简介焊缝跟踪系统是一种自动化设备，用于跟踪焊缝的位置，控制焊接机器人或激光焊接机的运动，保证焊接质量，提高焊接效率。

该系统常用于汽车工业、航空航天工业等领域。

功能焊缝跟踪系统可以自动识别焊缝位置和形状，实现焊接轨迹的自动规划和控制，避免人为因素对焊接质量的影响。

常见的焊缝跟踪系统有激光焊接跟踪系统和焊接机器人跟踪系统。

激光焊接跟踪系统激光焊接跟踪系统是利用两个激光发射器形成的光线在焊缝上形成一条光线。

通过摄像机识别光线，并计算出光线与焊缝的距离和角度，并将这些数据输入到焊接控制系统中，从而控制激光焊接机在焊接过程中自动调整焊缝位置。

焊接机器人跟踪系统焊接机器人跟踪系统是基于视觉传感器实现的。

该系统通过视觉传感器获取焊接工件信息，如焊缝位置、高度和宽度等，从而我们可以预先设置焊接机器人的轨迹和焊接参数，达到自动焊接的目的。

该系统在焊接不规则形状的焊缝时具有很大的灵活性和自适应性。

其他特点除了基本的焊缝跟踪和控制功能外，还有许多其他特点和增强功能。

自适应焊缝跟踪系统可以根据不同的焊接工件形状和位置进行自适应调节，提高焊接质量和效率。

精度高焊缝跟踪系统采用高精度传感器，可以实现焊缝位置的精确测量和控制，提高焊接的稳定性和一致性。

交互性现代的焊缝跟踪系统配备了用户友好的交互界面，可以通过触摸屏等方式轻松地进行设备配置和操作。

应用领域焊缝跟踪系统可以应用于以下领域：•汽车制造业：焊接汽车车身和底盘。

•航空航天工业：焊接飞机结构和部件。

•电子制造业：焊接电子元器件。

•其他：如船舶制造、建筑结构等。

发展趋势随着焊接技术的进步和产业的发展，焊缝跟踪系统也在不断地发展和进化。

目前，焊缝跟踪系统正向更高的自动化、智能化和高精度发展。

未来，该技术将应用于更多的领域，并为生产效率与品质提供新的保障。

基于电弧传感器的焊接自动跟踪系统设计

T NOLO GY TR N D[摘要]旋转电弧传感器作为电弧传感器之一,应用前景广阔,特别适用于弧焊机器人,实现焊接的自动跟踪。

可使弧焊机器人对焊缝具有较强的跟踪能力,大幅度降低对毛坯精度的要求和对编程的要求,从而使弧焊机器人能够在更多更广的工业领域中得到普及应用。

[关键词]电弧传感器;焊接;自动跟踪系统基于电弧传感器的焊接自动跟踪系统设计邓喜培刘梅秋(娄底职业技术学院,湖南娄底417000)1电弧传感器概述电弧传感器基本原理可简述如下:当焊炬与工件相对距离,即导电嘴端部与工件表面电弧极间距离发生变化时,焊接参数(电流、电压)将发生变化。

通过对焊接参数进行信号处理,获取焊缝相关信息,从而实现焊缝的自动跟踪。

电弧传感器在工业中最初应用于电弧焊规范的自动控制。

作为一种焊接传感检测方法,可以根据工件的坡口呈阶跃状变化,电弧在扫描焊缝坡口时,焊炬与工件表面距离变化将引起焊接参数变化。

动态变化的原因是焊丝熔化速度受到限制,不能跟随焊炬高度的突变;静态变化的原因是由于电弧的自调节特性。

由以上所述,当电弧沿着焊炬的垂直方向扫描时,焊接电流将随着扫描引起的焊炬高度变化而变化,从而获得焊缝坡口信息。

可以看出当电弧位置变化时,电弧自身参数相应发生变化,从中反映出焊炬导电嘴至工件坡口表面距离的变化,进而根据电弧的运动形式及焊炬与工件的相对位置关系,推导出焊炬与焊缝间的相对位置偏差量。

电参数的静态变化和动态变化都可以作为特征信号被提取出来,实现高低及水平两个方向的跟踪控制。

按其结构不同,主要有并列双丝式、熔化极摆动扫描式、非熔化极摆动扫描式和旋转扫描式等几种方式。

2国内外电弧传感器的研究及应用情况对电弧传感器的研究,国内以清华大学潘际銮院士领导的研究小组工作开展最早,也最具有代表性,研究卓有成效。

经过几十年来的发展,电弧传感器得到了迅速的发展,主要体现在以下几个方面:数学模型:1990年清华大学费跃农在其博士论文中通过理论分析及实验研究初步建立了MIG/MA G 焊电弧传感器物理数学模型,首次给出了电弧传感机制数学模型的清晰描述。

焊缝跟踪原理

焊缝跟踪原理
焊缝跟踪是一种自动化的焊接质量检测技术，主要用于对焊缝进
行实时监测和记录。

它采用高精度传感器对焊缝进行实时检测，将检
测到的数据传输给计算机进行分析，从而实现对焊接过程的全程跟踪。

焊缝跟踪技术的应用不仅可以提高焊接质量，增加产品性能，还可提
高工作效率，降低生产成本。

焊缝跟踪技术的工作原理主要有两种：一种是通过激光测距仪等
传感器对焊缝进行三维点云的扫描，然后通过算法处理生成二维或三
维的焊缝模型，再根据焊缝模型进行数据的分析和处理。

另一种是利
用高速相机对焊缝进行实时图像捕捉和处理，从而实现对焊缝质量的
判断。

这两种方法都可以实现对焊缝进行全程监测和记录，保证焊接
质量的稳定性和可靠性。

在焊缝跟踪的实际应用过程中，需要注意以下几点：
1. 焊接环境不能影响焊缝跟踪的准确性，应避免强光照射、强磁
场等情况。

2. 焊接工艺参数需要根据焊缝跟踪的结果进行调整，以提高焊接
质量。

3. 焊接机器人等设备需要进行定期维护和保养，以确保焊接质量
的稳定性和可靠性。

4. 焊缝跟踪的数据记录和处理需要进行有效管理，以备后续分析和查询。

总之，焊缝跟踪技术的应用可以提高焊接质量和效率，是现代化生产的必备技术之一。

在实际应用过程中，我们需要根据实际情况进行合理的设计和调整，以达到最佳的效果。

基于正交试验旋转电弧传感器焊缝跟踪工艺参数的优化

面成形得分区间。据焊缝正面成形，焊缝成形根将好坏划分为４个得分区间，表３所示。如
表３正交试验焊缝成形评分原则
上述条件为试验的固定条件，变条件为旋转可频率＿焊炬旋转半径ｒ焊炬高度和焊接电流，厂、、。在其他条件确定且不变的情况１，３选用不３的ｌ２３下通过１２同２旋转频率、炬旋转半径、炬高度和焊接电流进焊焊行试板的焊接，据试样的焊缝成形、接电流信根焊
特征和焊接质量的影响，而确定电弧传感焊缝跟从
踪时的最优焊接参数。
１正交试验方案设计
１１试验条件和参数．
试板母材是Ｑ３２５钢板，板尺寸为３０ｍｍ试０ｘ
８０ｍｍ￣２ｍｍ；接Ｖ型坡口，口角度９。焊接１对坡０；
电流信号基本符合理论电信号
（）拉强度３抗
观察焊缝成形质量和焊接电流信号特征可以评判焊接质量的优劣，打分的方法有一定的人为但
号和力学试验结果选用较优的Ｔ艺参数。加加Ｏ５Ｏ５ＯＯＯ
１．因素水平表和试验方案２
Ｏ５
根据以往的经验，验选用旋转电弧传感器的试旋转频率、炬旋转半径、炬高度和焊接电流四焊焊（焊接电流信号特征。２）

发那科机器人电弧跟踪的原理

发那科机器人电弧跟踪的原理说起发那科机器人的电弧跟踪，简单来说就是它可以像狗狗一样发现问题并“埋怨”我们：“嘿，这里出问题了！”啊，就是这么神奇。

想象一下，你在家里搞装修，突然一缕烟雾飘来，可你不知道是哪儿着火了，这时候你那只机器人狗就会冲过来，指着烟雾最浓的地方，像是在说：“这里这里，就是这儿出问题啦！”厉害吧？嗯，那么这个电弧跟踪的原理其实就是发那科机器人的机智表现。

当机器人操作焊接的时候，如果发生了电弧故障，它会通过传感器监测焊枪到工件间的电弧状态。

一旦检测到电弧异常（比如断裂或偏移），机器人就会立刻做出反应，停止焊接并发出警报，示意“老板，这里咋回事呀？”这样就及时防止了焊接质量问题的发生。

想象一下，如果没有这个电弧跟踪功能，机器人就像是一个工作认真又有些天真的小伙子，不懂得提前发现问题，只有等到出事了再后悔莫及。

而有了电弧跟踪，它就像是一个细心的朋友，能够时刻关注焊接过程，一旦发现不对劲立马发出预警，让我们能够及时补救。

所以说，发那科机器人的电弧跟踪就是为了我们工作的更顺心顺意，焊接的更安心放心。

就好比我们去爬山玩，也会找个有经验的领队，时刻关注路况，防止发生意外。

发那科机器人的电弧跟踪就是我们焊接工作的领队，一旦发现“山洪暴发”般的电弧问题，马上站出来带头解决，保护我们的焊接安全。

所以，有了发那科机器人身边，我们焊接工作就有了一个可靠的伙伴，再也不用担心焊接质量了，工作更得心应手，舒心自在。

就像有了狗狗在家守护一样，心里更踏实。

总的来说，发那科机器人电弧跟踪的原理就是它能够时刻监测焊接过程，发现问题立即警示，保障焊接质量与安全。

简单来说，就是让我们的工作更省心省力，焊接更加轻松愉快。

就像是一个可靠的小助手，时刻守护在我们的身边，为我们的焊接工作保驾护航。

所以，有了发那科机器人的电弧跟踪，无论是对于焊接工作者还是生产企业来说，都是一个贴心又实用的利器。

愿大家在使用发那科机器人时，工作顺利，效率倍增，焊接质量更上一层楼！。

克鲁斯电弧跟踪原理

克鲁斯电弧跟踪原理
克鲁斯电弧跟踪（Kruetz arc tracking）是一种用于检测电气设备和电力系统中电弧故障的技术。

它的原理是基于电弧产生的高频成分和电流波形的变化。

当电气设备或电力系统中出现电弧故障时，电弧会产生高频成分，这些高频成分可以被克鲁斯电弧跟踪系统检测到。

具体来说，克鲁斯电弧跟踪系统通过监测电流波形的变化来识别电弧故障。

当电弧发生时，电流波形会出现不规则的变化，这些变化包括高频成分的出现和电流波形的不稳定。

克鲁斯电弧跟踪系统会通过对电流波形进行实时分析，识别出这些特征，从而确定电弧故障的发生。

除了电流波形的变化，克鲁斯电弧跟踪系统还可以通过其他方式来检测电弧故障，比如监测电压波形、电磁辐射和温度变化等。

这些信息的综合分析可以帮助系统准确地定位电弧故障的位置和类型。

总的来说，克鲁斯电弧跟踪的原理是通过监测电弧产生的高频成分和电流波形的变化来识别电弧故障。

它可以实时监测和定位电
气设备和电力系统中的电弧故障，有助于提高系统的安全性和可靠性。