增加焊接自动化程度的两个方法分别是焊缝的跟踪以及焊接质量及时监控，其中想要确保焊接的质量就必须进行焊缝跟踪。目前视觉传感器和电弧传感器是应用在焊缝识别和自动跟踪控制中最普遍的传感器。其中视觉传感器作为附加装置，增加焊接系统重量，使系统变复杂，并且视觉传感器的可达性不好，成本偏高，很少应用在生产中。电弧传感器所检测的信号的位置就是的电弧本身，不会因为传感器的位置而导致测量的误差，并且电弧传感器测量时，不会受到电弧的飞溅、烟尘、弧光等的干扰，现如今电弧传感器已成功的在弧焊机器人及自动焊接设备的焊缝识别和自动跟踪应用[5]。

电弧相对与焊缝的相对位置可以从电弧电压以及电弧电流的参数变化中得到，当电弧在焊缝上产生贯穿运动时，与电弧电压和电弧电流产生能够测量的较大的变化，用可以依据这些变化判断电弧是否在焊缝中心，以此作为信号控制驱动系统调节电弧移向焊缝中心，减少偏离，直到调节完成，实现焊缝跟踪[6]。

1。2 电弧跟踪控制的概念

基于电弧现象的焊缝跟踪控制:这种控制方法是以电弧等多种因素的综合为基础的。图1-1所示的是V形坡口的焊接，焊枪摆动的示意图，根据摆动过程中焊接电流I的变化，可以得出焊抢相应的高度H。跟踪焊缝就可以根据电弧在坡口两侧摆动时的焊接电流变化来实现。图1-1所示的检测焊接电流的方法外，这种检测原理还包含多种方法，由此研制了多种不同的控制系统及原理。使电弧摆动的方法有很多，可以利用机械装置对焊枪施力进行摆动，也可以通过电磁力或者电弧周围的保护气体来控制电弧使电弧弯曲，这种方式焊枪不需摆动。线性摆动、环线摆动和旋转摆动是电弧摆动的三种方式[7]。

图1-1电弧传感器焊跟踪原理

一般电弧、焊接电源、摆动机构三部分组成了电弧传感器系统。如果是机械装置控制的摆动机构，是由电机不间断的反复正反转来控制电弧的摆动。电弧传感器系统中焊接电源是一个重要组成部分，电弧传感器就是通过对焊接电源的输出电流和电压信号进行传感。电弧特性以及电源的外特性决定了电弧传感器采集的电弧电流和电压的变化情况。通过对摆动的宽度和摆动的频率的控制来控制摆动机构。摆动宽度和摆动频率是电弧传感器的两个重要参数，直接影响传感器的性能。电机的转速决定了摆频的快慢，并且如果摆频越高，会增加传感器的灵敏度。考虑到电弧的稳定性和实际机械的限制，摆频也不可能很高，摆动机构的摆频设为 1 Hz以下 [8] 。

1。3 国内外研究现状以及问题

1。3。1 国内外发展现状

1。3。2 国内研究遇到的问题

1。4 主要研究内容

随着焊接自动化的一步步发展，要求焊接精度更高。焊缝跟踪将是焊接自动化技术发展的重要方向，而电弧跟踪技术凭借它固有的优势，将是未来发展的重中之重。为此，本文针对在氩弧焊过程中对电弧高度跟踪控制，制作一套可行的电弧跟踪系统。研究的主要内容有以下几部分：

(1) 建立氩弧焊电弧跟踪的模型；确定应该控制的参数用以控制弧长，本文采用测量电弧电压的方式来监控弧长。并根据电压信号对电机进行控制，从而控制弧长。

(2) 设计氩弧焊电弧跟踪的技术方案；对控制系统进行设计，主要包括包括信号采集、PLC的编程控制、电机的驱动电路等的设计。

(3) 进行系统硬件的选型及设计安装工作；对焊接电源，PLC，A/D转换器，伺服电机以及伺服驱动器进行选型和安装。