1 国内外发展现状

目前国内外都着重于对电弧传感器的研究。电弧传感器主要包括并列双丝电弧传感器、摆动式电弧传感器和旋转电弧传感器 [9] 。

(1) 并列双丝电弧传感器。并列双丝电弧传感器利用的是平外特性弧焊电源双丝焊时，如果焊枪的中心没有对准焊缝坡口中心，那么两根焊丝的干伸长度就会不一样，从而造成两个电弧电流不同，根据两个电流的差值就可以判断焊枪横向位置与坡口中间的差值并进行调整实现焊缝跟踪。87013

(2) 旋转式电弧传感器。当利用保护气喷嘴通过控制保护气流向而使电弧旋转时，旋转速度与焊接电流之间存在一定的关系[10]。厚板焊缝焊接和角焊缝焊接的跟踪都可以采用旋转电弧传感器。

(3) 摆动式电弧传感器。 当焊缝坡口中焊接电弧摆动时，电弧长度随焊枪相对焊缝中心而变化，随着电弧摆动，焊接电流与电弧电压都会变化。由于机械的摆动机构限制电弧的摆动频率，因此摆动式电弧传感器的摆动频率比较低。因此限制了摆动电弧在高速焊接时的焊接和薄板搭接焊接中的运行 [11]。论文网

现在电弧传感器已经变成焊接自动跟踪发展的一个重要方向。计算机技术、控制技术以及模糊数学等技术的发展作为辅助，加速了电弧传感器的研发。现如今旋转电弧传感器已经进行到实际生产的阶段，东风汽车公司的汽车贮气筒的环焊缝的自动焊中运用的就是清华大学研发的旋转电弧传感器。南昌大学也对高速旋转电弧传感器进行研究，在焊接机器人上安装了高速旋转电弧传感器，并且实现了焊缝的自动跟踪。

国外较为成功和普遍的对摆动电弧传感器应用，研究焊缝跟踪技术。德国的 KUKA、REIS 等品牌的弧焊机器人都安装有摆动电弧焊缝跟踪模块，都可以精确的实现焊缝跟踪。经过实验证明，在指定的实验条件(焊接长度 350 mm、焊接起点位置不变、终点沿水平面向外偏移 60 mm)，使用REIS弧焊机器人的焊缝跟踪功能模块能够跟踪上焊缝，并且焊接质量很好与无偏移时对比无明显区别，完全能够满足实际生产需要 [12]。

2 国内研究遇到的问题

目前国内电弧传感焊缝跟踪控制技术还不成熟，还需要试验研究，电弧传感器的应用也不是很广泛。原因主要有：

(1) 因为摆动电弧传感器需要电弧不断摆动，因此它就需要摆动机构焊枪按一定频率摆动。具有一定精度的控制摆动的装置就是必须的。机器人焊接一般都在机器人的末端安装横摆装置。国产机器人目前还没有研发出来，我国还不能生产出能够批量生产并应用的机器人产品。由于知识产权保护等问题，进口机器人不会开放能让我国研发人员研究摆动电弧试验并进行焊缝跟踪的底层机器人接口。这些都限制了电弧传感器的应用范围。

(2) 电弧传感器采集的信号进行处理时会遇到许多难点。 因为焊接过程有很多对信号采集和处理的影响因素，包括许多电磁信号就如短路时的电流以及电弧长度测量的干扰信号如液态金属在熔池中的波动或流动。这些影响因素会使焊接电流信号处于非平稳的状态，这是由于焊接电流会受到是由长时低频以及短时高频的影响。怎样避免上述影响所带来的干扰，从而采集到稳定的电流信号，是今后研究的一个重要方向。

(3) 选择的控制方法未必适用。传统的 PID 控制不能对复杂、非线性的焊接过程进行控制。因为运算量大致使自适应智能控制的使用在实际应用中并不顺利。因此虽然理论可行，但是却不能实际应用实现实时控制很难 [12]。