最用,用于工业生产的弧焊机器人主要是示教再现型机器人,在机器人弧焊过程中,它们可以在他们工作空间内高精度重复已经示教的动作。不过这也带来一定的局限性,那就是应变能力很差,对工件的装配精度要求较严,重复性要好,在这里传感器起到了决定性作用。如果焊接条件基本稳定,则机器人能够保证焊接质量。不过在实际焊接过程中,为了避免机器人工作时发生危险,操作人员不难或不宜进入机器人的工作区域,使得操作者不能近距离实时监视焊接过程并作必要的调节控制。在实际的焊接条件发生变化时,必说工件在加工、装配过程中的尺寸误差与位置偏差以及焊接工件受热变形等因素的变化会使接头位置偏离所示教的路径,这样会造成焊接质量下降甚至失败。所以精确的焊缝跟踪是保证焊接质量的关键,它是实现焊接过程自动化的重要研究方向,然而精准的焊缝有得得力于传感器的精准感应以及控制。
弧焊用传感器可以分为直接电弧式、接触式与非接触式三大类。按工作原理可分为机械、机电、电磁、电容、射流、超声、红外、光电、激光、视觉、电弧、光谱及光纤式等。按用途分有用于焊缝跟踪、焊接条件控制(熔宽、熔深、熔透、成形面积、焊速、冷却速度与干伸长)及其他如温度分布、等离子体粒子密度、熔池行为等的研究。据日本焊接技术学会104年所做的调查显示,在日本、欧洲及其他发达国家,用于焊接过程的传感器有80%是用于焊缝跟踪。
接触式传感器一般就在焊枪前方采用导杆或导轮与焊缝或工件的一个侧壁接触,通过导杆或导轮把焊缝位置的变化通过光电、滑动变阻器、力觉等方式转换为电信号,用来控制系统跟踪焊缝。他们特点就是为不受电弧干扰,工作可靠,成本低,曾在生产中得到过广泛应用.不过跟踪精度不高,目前正在被其他传感方法取代。此外,现在有的工业机器人中利用接触传感方式进行焊缝起点的寻找。然而电弧式传感器利用焊接电极与被焊工件之间的距离变化能够引起电弧电流,电弧电压变化这一物理现像来检测接头的坡口中心。电弧传感方式主要有摆动电弧传感、旋转电弧传感以及双丝电弧传感。因为旋转电弧传感器的旋转频率可达几十赫兹以上,大大高于摆动电弧传感器的摆动频率(10Hz以下),所以提高了检测灵敏度,改善丁焊缝跟踪的桔皮,巳可以提高焊接速度,使焊道平滑等。
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