截至2018年7月,在焊接应用上,已经由半自动手工焊接工艺逐渐转变为自动焊接工艺,全自动焊接工艺,或者智能焊接工艺,各个工艺所采用的跟踪方式也不一样,全球研究最多的两类跟踪就是电弧(传感器)跟踪,激光(传感器)跟踪。
电弧跟踪是利用焊接电弧自身特点的传感器,不需要在焊枪上附加任何装置,通过采集电弧的特性进行程序算法控制,达到实时,稳定的焊接跟踪。
但电弧跟踪的缺点也有很多,比如对薄板件的对接和搭接接头很难跟踪;受国外知识产权的影响,不可能开放底层接口,所以限制了国内的电弧传感器自主研发的进度和应用范围;对于电弧传感器信号的处理也是难点之一,因为弧焊过程有许多对信号采集和处理不利的因素,像短路电流的干扰,熔池液态金属波动或流动的干扰等。这些不利因素导致了焊接电流是由长时低频成分和短时高频成分组成的非平稳信号;控制方法的选择,传统PID控制已经无法满足复杂,非线性的焊接过程,而采用自适应智能控制是一个比较好的解决方法,但实现起来又会遇到运算量大等问题,不容易实现实时控制。
激光(传感器)跟踪是利用工业CCD摄像机,经图像处理获得焊件和焊缝的相对位置及坡口、熔池的相关信息。优点是能获得的焊缝信息量大,控制精度高、再现性好。基于激光跟踪的很多优点,应用于全自动焊接设备上,可以达到更精确的控制和更完美的焊缝。 要想实现合格的焊缝,激光传感器技术必须依赖可靠的焊接电源。焊接电源包括各项参数,比如电弧电压,焊接电流,焊接速度,摆动参数,热输入量等,也与焊前工件预热温度相关。能够实现根据跟踪的效果进行实时自动调节焊接电源的参数,达到合格的焊缝。