1.本文发明涉及一种利用变化的电场作用于tig焊接的电弧上，实现对焊缝跟踪的目的，具体的说，是一种利用电场控制电弧偏转的焊缝跟踪传感器。
技术背景
2.tig焊接是工业生产中被广泛应用的焊接方法，针对近年来焊接自动化程度的不断提高，在焊接自动控制领域，主要是对tig电弧的控制以实现焊缝的自动跟踪。所谓焊缝跟踪就是在焊接时实时提取焊接电弧的信息，从而判断出焊枪与焊缝的相对位置，进而调整焊接路径和焊接参数，在保证焊接质量的可靠性同时实现焊缝跟踪。
3.电磁作用焊接技术是近年来逐渐完善起来的一种新的焊接技术，随着研究的不断深入，研究范围日益扩大，电磁焊接技术得到了快速发展，并逐步形成了相关的理论，同时，已有部分技术在生产实践中得以应用。由于tig焊的电弧的弧柱是包含了大量的电子、正离子等带电粒子和中性粒子等聚合在一起的气体状态，所以在电场的作用下，弧柱间的带电粒子受到电场力的作用做相关的运动使电弧的形态发生改变和位置发生变动。
4.中国专利201911167050.8公开了一种具有除尘功能的焊接工作装置，包括工作台面、静电集尘器和挡烟排气罩，工作台面之上设静电除尘组件，静电除尘组件之上密封安装挡烟排气罩，静电除尘组件为两组且相对称设置，两静电除尘组件之间的间隔与排气口相连，间隔两侧通过挡板封闭；静电除尘组件包括百叶窗、电净化器及带孔支撑板；电净化器包括放电极和集尘极，放电极具有良好的导电性和放电效果，它在一定的电压作用下对集尘极进行放电；百叶窗为该装置烟尘废气进气面；两组静电除尘组件设独立的控制装置；经过静电除尘组件净化的气体进入排气口，排气口依靠静电除尘组件产生的电场风将烟气排出。
5.中国专利201710281545.8公开了一种电、磁场双控电弧的焊缝跟踪传感器，该传感器的电场激励电源向3对电场极板输送一定交变频率和相位差的电压，使得3对电场极板的极性交替变换，磁场激励电源使磁感线圈产生恒定的纵向磁场。在磁场聚焦电弧形态的情况下利于电场控制电弧旋转摆动，从而扫描焊缝，经霍尔传感器提取电弧信息，再通过焊缝跟踪实时调节机构处理判断焊缝跟踪偏差，进而调整焊接路径和调节焊接参数，从而实现对焊缝的自动跟踪，但是磁场的产生会产生相应的电场，从而干扰到电极板对电弧的控制。
6.综上所述，电场运用到焊接焊接自动化领域的例子还很少，更没有一种通过电场精确控制电弧偏移的传感器。
技术实现要素：7.针对现有的技术缺陷，本发明的目的在于提出一种用电场控制tig电弧摆动的焊缝跟踪传感器，该传感器通过外加稳定的电场，并通过改变钨极周围的电场大小和电场方向，从而牵引电弧摆动扫描焊缝。
8.本发明的目的是通过以下技术方案实现：该传感器主要由焊接电源、焊缝跟踪实时调节机构、霍尔传感器、电场激励电源、产生电场的4块电场极板、支撑套筒、旋转机构等机构组成组成，电场激励电源向4块电极板输出相同大小、相同极性的电压，由于4块电极板距离钨极相同的距离且对称分布，从而导致钨极中心的磁场强度大小为0；当旋转机构做圆周运动带动滚轮运动，滚轮沿着支撑套筒外壁发生转动碾压支撑套筒外壁上的弹簧装置改变极板的位置，此时电弧周围的对称电场平衡将被打破，电场的合力将牵引电弧发生偏移，在每一个周期内，电弧将在不同方向的电场合力作用下，产生不同方向的偏移，扫描焊缝，霍尔传感器接收到焊接时电弧参数的变化得到相应的数据，将这些数据输入到数据分析系统进行分析得到相应的焊接参数，将这些参数反馈到调节机构，调节机构根据得到的数据对焊接路径和焊接参数进行调整，实现焊缝自动跟踪。
9.本发明所述的旋转机构由电机、连杆和滚轮组成，当电机旋转时，电机带动连杆和滚轮一起旋转，滚轮将沿着支撑套筒外壁做圆周滚动，当滚轮碾压到弹簧触点，弹簧触点将会带动电极板向内移动，当滚轮从触点移开时，弹簧将带动电极板恢复原来位置，此时光码盘记录下滚轮的位置。
10.本发明所述的支持套筒壁有四个周期性排列的通孔，每个通孔安装弹簧装置，并将装有电极板的连杆与弹簧装置一端安装在支撑套筒内侧，将弹簧装置的触点安装在支撑套筒外壁。
11.本发明的电场发生装置是依靠电场激励电源给安装在连杆上的4块电极板输入相同大小、相同极性产生横向的电场。
12.本发明所述的电场激励电源为直流电源，可以根据焊缝状况来调节输出电压的大小从而改变电场的大小，进而改变电弧的摆动角度大小。
13.本发明的工作原理及作用如下：
14.图3钨极垂直于工件起弧时，每块电极板同时输入相同大小、相同极性的电压，由于每块极板距离钨极的距离相同，且对称分布，此时钨极中心的电场合力为0，电弧不发生偏移。
15.图4为当电极板的距离开始发生变化后，钨极处的电场大小将发生变化，电弧在电场力的作用下将向一边发生偏移，图5为改变其它电极板的距离，从而改变电场的方向，同样在电场力的作用下，电弧偏移的方向将发生变化。
16.本发明具有如下的有益效果：钨极不发生移动，电弧不会因为惯性而发散，而达到电弧偏移的效果，从而有效的提取电弧的信息进行电弧跟踪，同时由于电弧发生旋转偏移，电弧吹力会作用熔池的表面，使得金属液体能够均匀铺展在工件表面，降低了咬边，焊瘤出现的概率。
附图说明
17.图1为本发明的结构示意图
18.图2为本发明的弹簧装置和旋转装置结构示意图
19.图3图4和图5为本发明工作时传感器和相对应焊接工件的焊缝位置图
20.图6为本发明的电场合力分布的示意图
21.图中1—电机，2—出水口，3—滚轮，4—弹簧，5—电极板，6—钨极，7—支撑套筒，
8—顶杆、触点，9—连杆，10—滑轨，11—电场线
具体实施方式
22.以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明
23.参见图1，本实施例通过改变电场分布的大小和方向对电弧的运动进行控制，进行自动扫描跟踪的装置包括：电场激励电源、电场极板、弹簧装置、支撑套筒、旋转机构等。电场激励电源向电场极板输出相同大小、相同极性的电压产生电场，并通过旋转机构改变电极板的距离，从而使电场的大小和方向发生周期性的变化，牵引电弧有规律的进行焊缝扫描运动，霍尔传感器接收到电弧运动时焊接电压的变化得到相应的数据，将这些数据输入到数据分析系统进行分析得到相应的焊缝位置参数，这些参数输入到调节机构，调节机构根据得到的数据对焊枪的位置进行调节，实现焊缝自动跟踪。
24.参见图2，在支撑套筒壁上有四个对称分布的通孔，每个通孔处安装一个弹簧装置，弹簧装置的触点放置在套筒外壁，弹簧放置在套筒内部的卡槽的里，装有极板的连杆放置在弹簧和顶杆中间，当触点被挤压，顶杆将带动连杆向内移动，电极板向内移动，弹簧被挤压收缩；当触点没有压力挤压时，弹簧将恢复原长推动顶杆和连杆向外移动，电极板也恢复到原位置。
25.实施案例，参见图3、图4、图5，是电场电弧跟踪的传感器相对应焊接工件的焊缝位置图，图3电极板位置没有发生移动时，钨极起弧后的电弧在焊缝的位置和形态，图4为电极板的位置发生移动后，打破了钨极处电场的平衡产生了大小不为0的电场。在电场的作用下，电弧会受到电场力的作用，牵引电弧合电场指向的方向偏移，扫描焊件右边的焊缝。同时改变电场极板电压大小，可以改变电弧偏移的角度和距离，图5为改变其它电极板的距离，导致产生的合电场方向也会发生改变，同样在电场力的牵引下，电弧会向左偏移，扫描焊件左边的焊缝，电弧发生偏转的方向是通过控制电极板相对于钨极的距离来进行控制。
26.电弧在电场的作用下来回扫描焊缝时，相关的电弧参数被霍尔元件传感器提取，并且每一个焊缝位置都会有一个对应的焊接参数与之对应，将这些数据输入到数据分析系统进行分析得到相应的焊接参数，将这些参数反馈到调节机构，调节机构根据得到的数据对焊接路径和焊接参数进行调整，从而实现对焊缝精密的自动跟踪。
