焊接機器人電弧式傳感器抗電磁干擾分析*

張 崟，李 蓉，張巨勇，何 凱，陳志平，李春光，嚴瑞斌

(杭州電子科技大學， 浙江 杭州 310018)

引 言

焊接機器人分為弧焊機器人和點焊機器人，其中弧焊機器人是用于弧焊自動作業的工業機器人，其末端夾持的是用于弧焊作業的焊槍。在弧焊過程中，焊槍末端會產生高強度電流、強弧光輻射等復雜的電磁騷擾源。這些電磁騷擾源中的騷擾信號有可能通過傳導、輻射等途徑干擾機器人中的電弧式傳感器，造成焊接位置參數出現偏差，甚至使焊接工作無法進行[1]。因此對電弧式傳感器進行電磁抗干擾分析與設計是弧焊機器人研制與開發中的一個重要研究內容。

目前人們從不同側面對弧焊過程中的電磁騷擾源特性進行了分析，研究了電弧式傳感器受電磁干擾的機理，如文獻[2]開展了管道焊接機器人電磁兼容的屏蔽分析，文獻[3]分析了焊接機器人中的諧波干擾，文獻[4]探討了渦流式焊接跟蹤傳感器的特性及影響。但對弧焊系統中騷擾信號經傳輸線傳輸至電弧式傳感器的耦合途徑研究較少，而這類耦合途徑也可產生電導性耦合與近場串擾，會導致電弧式傳感器感應信號真實度下降，使焊接位置出現偏差，影響焊接質量。

本文首先從弧焊機器人的工作原理出發，分析了弧焊設備端電磁騷擾源的產生及其特性；接著結合電弧式傳感器的工作原理，對騷擾源中騷擾信號對電弧式傳感器產生干擾耦合的機理及抗干擾屏蔽方案進行了闡述；……