【正文】 同時(shí)在加強(qiáng)科研開發(fā)、技術(shù)創(chuàng)新與質(zhì)量管理上下功夫,使我國數(shù)控切割行業(yè)迅速達(dá)到世界先進(jìn)水平, 從而振興民族工業(yè), 提高我國的綜合國力。四、結(jié)語 世紀(jì)我國的數(shù)控切割行業(yè)面臨各種新的挑戰(zhàn), 國際市場競爭更加激烈。電弧傳感器技術(shù)的特點(diǎn)非常有利于焊接智能控制的實(shí)現(xiàn), 而智能控制對確保焊接質(zhì)量有著十分重要的意義。其三, 控制方法的選擇, 傳統(tǒng)的PID控制已經(jīng)無法滿足復(fù)雜、非線性的焊接過程, 而采用自組織模糊控制是一個(gè)比較好的解決方法, 但實(shí)現(xiàn)起來又會(huì)遇到運(yùn)算量大等問題, 對簡單處理器無法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制。其二, 對電弧傳感器信號(hào)的處理也是難點(diǎn)之一, 因?yàn)榛『高^程有許多對信號(hào)采集與處理不利的因素, 像短路電流的干擾, 熔池液態(tài)金屬波動(dòng)或流動(dòng)的干擾等, 這對獲得完整的坡口形狀信號(hào)帶來了很大的困難。在現(xiàn)有的工業(yè)應(yīng)用中, 成功的例子還都是在V 形坡口和角焊縫上完成的。其一, 由電弧傳感器的原理可知, 它要求焊槍擺動(dòng), 為此要有一套控制擺動(dòng)的裝置, 而且有些場合不宜采用擺動(dòng)。但由于采用雙絲, 帶來了送絲系統(tǒng)及焊槍結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的缺點(diǎn)。但它要求2個(gè)焊絲之間要有良好的電絕緣, 并且間距應(yīng)不小于8 mm,以避免2個(gè)電弧產(chǎn)生相互的磁場干擾。 雙絲電弧傳感焊縫跟蹤控制它是靠2個(gè)相隔一定距離的焊絲產(chǎn)生2個(gè)電弧排列在V形坡口焊縫的兩側(cè), 2個(gè)電弧參數(shù)的差值提供2個(gè)電弧的中線是否偏離焊縫的信息, 從而實(shí)現(xiàn)焊縫跟蹤的控制。利用振動(dòng)時(shí)的焊接電流、電弧電壓波形變化來獲得電弧中心是否偏離焊縫的信息。為了在各種具體條件下更好地發(fā)揮電弧傳感跟蹤控制的作用, 人們發(fā)展了一些不同形式的電弧傳感焊縫跟蹤控制方法, 它們的傳感與控制基本原理相同,都是設(shè)法在電弧與焊縫接觸時(shí), 使電弧參數(shù)發(fā)生某些變化來直接提供電弧中心是否偏離焊縫的信息, 僅誘發(fā)電弧參數(shù)變化的方式不同。通過大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)建立了一套模糊控制規(guī)則, 經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證能滿足弧焊機(jī)器人的要求。文獻(xiàn)【11】 中, 韓國的Jeong Sang和KwunLee Gunyou等人構(gòu)造了一種新的焊縫跟蹤算法, 把電弧傳感器旋轉(zhuǎn)的每一周分成前、后、左、右4個(gè)區(qū)間, 求出該4個(gè)區(qū)間的電流均值, 采用指數(shù)平滑法濾除電流中的噪聲, 利用每旋轉(zhuǎn)一周的4個(gè)電流均值之差來識(shí)別焊縫偏差, 從而實(shí)現(xiàn)焊縫跟蹤。文獻(xiàn)【10】中, 日本Kenji Ohshima等人提出了一種神經(jīng)電弧傳感器, 將焊接電流與電弧電壓通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息融合, 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練數(shù)據(jù)通過數(shù)值模擬獲得, 能識(shí)別焊槍高度、姿態(tài)及與焊縫中心的偏差, 實(shí)時(shí)性好。諧波法利用了快速傅氏變換, 實(shí)現(xiàn)從時(shí)域到頻域的變換, 但最后得到的函數(shù)關(guān)系十分復(fù)雜, 給應(yīng)用帶來不便。它通過快速傅氏變換(FFT)將時(shí)域信號(hào)變換到頻域來分析, 尋找各種坡口條件下反映焊縫與焊槍之間偏差的特征諧波分量, 特征諧波幅值反映了焊縫偏差的大小, 特征諧波的相位反映了偏差的方向, 由于傅氏變換的性質(zhì), 基于輸入函數(shù)(高度信號(hào))研究得到的特征量經(jīng)系統(tǒng)傳輸后, 依然保持空間的正交性, 在對響應(yīng)電流信號(hào)處理時(shí), 保持著特征分量的可操作性, 而不依賴于系統(tǒng)的傳輸特性【9】。以焊槍旋轉(zhuǎn)至左側(cè)部分的電流積分(求和), 與右側(cè)部分采樣值積分之差來表征焊槍橫向偏差。由于只選2點(diǎn)的采樣值, 易受干擾, 可靠性較差, 靈敏度較低。所以直接對焊接電流波形峰值點(diǎn)的粗略分析, 雖得到焊槍相對焊接接頭的橫向偏差, 但不可靠, 精度較低。該方法直觀明顯, 但需進(jìn)行大量數(shù)據(jù)的分析比較。其中極值差值法和左右區(qū)域積分差值法應(yīng)用較多。高度偏差的識(shí)別主要采用焊槍旋轉(zhuǎn)一周后將采集的焊接電流或電弧電壓平均值與給定值作比較, 得到偏差信息。通過旋轉(zhuǎn)電弧傳感器采集到電弧電壓或電流等信號(hào)后, 通過計(jì)算機(jī)測控系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)高精度的焊縫跟蹤, 關(guān)鍵在于焊縫偏差的識(shí)別。南昌大學(xué)又在其基礎(chǔ)上作了進(jìn)一步的改進(jìn), 使旋轉(zhuǎn)掃描焊炬的結(jié)構(gòu)更為緊湊, 其外徑減為45mm , 體積減小10%, 重量減輕20%, 使減振性能更好。導(dǎo)電桿作圓錐擺動(dòng), 而不繞自身轉(zhuǎn)動(dòng), 這樣避免了焊絲與導(dǎo)電嘴之間的摩擦。其原理是: 在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)下, 導(dǎo)電嘴繞自身轉(zhuǎn)動(dòng), 利用導(dǎo)電嘴上的偏心孔使得焊絲端頭和電弧旋轉(zhuǎn), 來實(shí)現(xiàn)電弧的高速旋轉(zhuǎn)掃描。旋轉(zhuǎn)式電弧傳感器以其掃描頻率高, 機(jī)械振動(dòng)小, 具有良好的動(dòng)態(tài)品質(zhì)和能夠改善焊縫成形等優(yōu)點(diǎn), 逐漸成為電弧傳感器的新寵。 旋轉(zhuǎn)式掃描電弧傳感器旋轉(zhuǎn)電弧傳感器的原理是, 在直流電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)下, 利用導(dǎo)電嘴上的偏心孔使得焊絲和電弧旋轉(zhuǎn), 來實(shí)現(xiàn)電弧的高速掃描, 一般掃描頻率為15一35 Hz。 擺動(dòng)式掃描電弧傳感器擺動(dòng)式掃描電弧傳感需要一套擺動(dòng)裝置，機(jī)構(gòu)較復(fù)雜，在弧焊機(jī)器人上比較容易實(shí)現(xiàn)擺動(dòng)，不需要特殊的裝置，通過機(jī)器人手臂帶動(dòng)焊槍作橫向擺動(dòng)即可，目前許多國家所生產(chǎn)的弧焊機(jī)器人上均配有擺動(dòng)式電弧傳感跟蹤裝置，已達(dá)到實(shí)用化階段。二、電弧傳感技術(shù)的研究及應(yīng)用現(xiàn)狀 基于三種電弧傳感器的焊縫跟蹤技術(shù)，焊縫跟蹤系統(tǒng)示意圖 并列雙絲電弧傳感器利用兩個(gè)彼此獨(dú)立的并列電弧對工件進(jìn)行施焊，當(dāng)焊槍的中心線未對準(zhǔn)坡口中心時(shí)，其左右兩焊絲具有不同的干伸長度，對于平外特性電源將造成兩個(gè)焊接電流不相等，因此根據(jù)兩個(gè)電流差值即可進(jìn)行左右跟蹤，根據(jù)兩個(gè)電流之和即可進(jìn)行高低跟蹤。動(dòng)態(tài)變化的原因是焊絲熔化速度受到限制，不能跟隨焊槍高度的突變；靜態(tài)變化的原因是由于電弧的自調(diào)節(jié)特性。以緩降外特性電源為例，在穩(wěn)定焊接狀態(tài)時(shí)，電弧工作點(diǎn)為A0，弧長l0，干伸長L1，電流I0，當(dāng)焊槍與工件表面距離H0 發(fā)生階躍變化增大到H1 時(shí)，弧長突然被拉長為l1，此時(shí)L1 還來不及變化，電弧隨即在新的工作點(diǎn)燃燒，電流突變?yōu)镮1，但經(jīng)過一定時(shí)間的電弧自調(diào)節(jié)作用，弧長逐漸變短，干伸長增大，最后電弧穩(wěn)定在一個(gè)新的工作點(diǎn)A2，弧長l2，干伸長L2，電流I2，結(jié)果是干伸長和弧長都比原來增加。擺動(dòng)軌跡可分為直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)、圓弧運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)在使用雙絲并列焊接時(shí), 也可不作擺動(dòng)。一、電弧傳感器的原理以電或機(jī)械方法使焊接電弧擺動(dòng), 檢測焊接電流、電壓的變化, 來判斷擺動(dòng)中心是否偏離坡口中心, 并進(jìn)行修正。工業(yè)發(fā)達(dá)國家起步較早, 己研制多種電弧掃描形式的電弧傳感器, 如雙絲并列、擺動(dòng)和旋轉(zhuǎn)等, 適合于埋弧焊、TIG和MIG/MAG等不同的焊接方法，【6】有些已成功地應(yīng)用于焊接生產(chǎn)。它的最大優(yōu)勢在于抗弧光、高溫及強(qiáng)磁場的能力很強(qiáng), 同時(shí)與焊接電弧總是統(tǒng)一的整體, 簡單緊湊,成本較低。傳統(tǒng)的焊縫跟蹤傳感器多數(shù)是【2~6】附加式的, 例如接觸式傳感器、電磁傳感器和各種光學(xué)傳感器 , 這類傳感器共同的問題就是傳感器與電弧是分離的, 傳感器的檢測點(diǎn)離開電弧有一定距離, 在焊接大弧度的焊縫時(shí)會(huì)嚴(yán)重影響跟蹤效果。焊接傳感技術(shù)是實(shí)現(xiàn)焊縫自動(dòng)跟蹤的前提條件。關(guān)鍵詞：電弧傳感技術(shù)；焊縫跟蹤；旋轉(zhuǎn)電??；發(fā)展方向前言：焊接是現(xiàn)代制造業(yè)中的關(guān)鍵技術(shù)之一, 因此保證焊接產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定, 提高生產(chǎn)率, 減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和改善勞動(dòng)環(huán)境, 已成為現(xiàn)代焊接制造工藝發(fā)展亟待解決的問題。一、電弧傳感器的原理........................................2二、電弧傳感技術(shù)的研究及應(yīng)用現(xiàn)狀.............................3 、基于三種電弧傳感器的焊縫跟蹤技術(shù)..........................3 并列雙絲電弧傳感器...................................3 擺動(dòng)式掃描電弧傳感器..................................3 旋轉(zhuǎn)式掃描電弧傳感器..................................3 基于其他類型電弧傳感器的焊縫跟蹤技術(shù)........................5 電磁高速振動(dòng)電弧傳感焊縫跟蹤...........................5 雙絲電弧傳感焊縫跟蹤控制..............................5三、面臨的問題.............................................5四、結(jié)語...................................................6 參考文獻(xiàn)...................................................6電弧傳感技術(shù)的研究現(xiàn)狀及應(yīng)用前景摘要：目前基于電弧傳感器的焊縫跟蹤技術(shù)是目前焊接領(lǐng)域的一個(gè)重要研究方向。參考文獻(xiàn)：[1]張振國。本研究以產(chǎn)業(yè)鏈和技術(shù)的視角，討論了耕作技術(shù)、農(nóng)用化學(xué)品投入、農(nóng)業(yè)生物技術(shù)和農(nóng)業(yè)廢棄物綜合利用技術(shù)的低碳化發(fā)展方向，以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)組織形式的演化和產(chǎn)業(yè)鏈末端的農(nóng)產(chǎn)品加工流通環(huán)節(jié)的低碳化發(fā)展趨勢。農(nóng)業(yè)作為依賴自然再生產(chǎn)提供產(chǎn)品的重要產(chǎn)業(yè)部門，與全球氣候變化和溫室氣體減排之間發(fā)生雙向影響關(guān)系，即農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)影響全球氣候變化，而氣候變化又對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)帶來直接的影響。抗旱劑等效果更好。節(jié)水灌溉技術(shù)分為兩類：①從工程角度分類，包括改土 渠為防滲渠輸水灌溉，可節(jié)水20%左右；推廣管道輸水灌溉（管灌比土渠輸水灌溉相比一般可省水30~50%）、微灌技術(shù)（包括微噴灌、滴灌、滲灌及微管灌等）。目前，我國抗旱的主要方式仍然是傳統(tǒng)的大水漫灌。近些年由于全球氣候變暖，導(dǎo)致全球降水分布失衡，表現(xiàn)在我國北方大部地區(qū)就是連續(xù)干旱。在我國的北方旱作農(nóng)業(yè)區(qū)、西南季節(jié)性干旱區(qū)，尤其是嚴(yán)重缺水的西北地區(qū)，保護(hù)性耕作更有推廣價(jià)值。保護(hù)性耕作主要從4 個(gè)方面保護(hù)耕地生產(chǎn)肥力：①深松打破犁底層，有利于雨水下滲和作物根系成長；②利用免耕、少耕技術(shù)，減少對土壤層的破壞；③用大量秸稈和殘茬覆蓋地表，以減少雨水地表徑流和水分的蒸發(fā)；④秸稈腐爛形成大量的有機(jī)質(zhì)增加土壤肥力。首先，免耕少耕可以減少農(nóng)業(yè)機(jī)械的使用，這也就減少了化石燃料的燃燒，相應(yīng)減少CO2 的排放。在農(nóng)業(yè)固碳和減排措施中，保護(hù)性耕作被認(rèn)為是最具推廣潛力的重要技術(shù)措施之一；因?yàn)樗粌H可以提高土壤對CO2 的固碳能力，并且通過減少燃料使用量及秸桿焚燒現(xiàn)象，農(nóng)用投入品農(nóng)業(yè)生產(chǎn)加工銷售。1991年農(nóng)業(yè)部與澳大利亞合作成立了保護(hù)性耕作研究中心；2002年政府籌集專項(xiàng)資金來支持保護(hù)性耕作的試驗(yàn)和示范。另外，保護(hù)性耕作的采用主要是在雨養(yǎng)地（面積超過96%）。到2005 年，全球大約有近1億hm2 的耕地采用了保護(hù)性耕作技術(shù)，占全球總耕地面積的6%以上。如我國北方春天常年干旱，農(nóng)田土壤耕作層裸露疏松，過度機(jī)械耕作不但直接耗費(fèi)了大量石油能源，而且也加劇了北方旱作農(nóng)區(qū)的水土流失和生態(tài)環(huán)境的惡化，也是我國北方地區(qū)沙塵暴、土壤沙化等現(xiàn)象的原因之一。（2）節(jié)約資源能源的耕作技術(shù)（）保護(hù)性耕作技術(shù)。發(fā)展過程的中間階段就是低碳農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)，指在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營過程中排放盡可能少的溫室氣體，同時(shí)獲得社會(huì)最大效益的技術(shù)。其宗旨是在保護(hù)生態(tài)環(huán)境的前提下通過農(nóng)業(yè)的高值化，大幅度提高。王松良等[8]指出農(nóng)業(yè)在碳問題上兼有“碳匯”和“碳源”雙重屬性，低碳農(nóng)業(yè)通過把大量的碳“扣押（sequestration）”在農(nóng)業(yè)土壤和植物來抵消人類碳釋放。據(jù)政府間氣候變化專門委員會(huì)統(tǒng)計(jì)，—6億t當(dāng)量CO2，其中90%來自減少土壤CO2釋放，即土壤固碳[6]。三、中國農(nóng)業(yè)的發(fā)展趨勢（1）低碳經(jīng)濟(jì)模式是未來中國農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向從農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)鏈分析，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)消耗用碳大致有三種途徑：①化學(xué)性農(nóng)業(yè)投入品的生產(chǎn)和使用，如化肥、農(nóng)藥、農(nóng)用薄膜等；②農(nóng)業(yè)機(jī)械的制造和使用，如拖拉機(jī)、耕地機(jī)械、水泵等；③農(nóng)產(chǎn)品的加工流通過程中能源使用，如加工過程、運(yùn)輸和包裝等。人為方面：村民環(huán)保生態(tài)意識(shí)不高，對于農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展缺少。價(jià)格方面：年均價(jià)格不穩(wěn)定，價(jià)格波動(dòng)大，采購商惡性競爭造成市場的混亂。技術(shù)方面：存在著白菜爛蕊，葉子泛黃的雙霉病等，缺乏技術(shù)人員的指導(dǎo)。中國農(nóng)業(yè)在發(fā)展中表現(xiàn)出的勞動(dòng)人口素質(zhì)不高，成本相對較低，已成為威脅經(jīng)濟(jì)增長的十分重要的因素［5］。(2)農(nóng)民文化素質(zhì)偏低。此外，農(nóng)產(chǎn)品國際市場競爭力也比較薄弱。(1)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全問題仍然較多。單位耕地面積的農(nóng)業(yè)投入大，農(nóng)業(yè)集約化水平低；單位面積農(nóng)用地的機(jī)械化水平低；我國農(nóng)業(yè)勞動(dòng)生產(chǎn)率低，農(nóng)業(yè)科研的投資少，與發(fā)達(dá)國家相比差距非常大。農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)還較為薄弱。二、中國農(nóng)業(yè)發(fā)展存在的問題我國農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟(jì)工作所取得的重大成就是有目共睹的，但應(yīng)該清醒地認(rèn)識(shí)到，鞏固和加強(qiáng)農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)地位、建設(shè)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、全面加快農(nóng)村小康建設(shè)是一項(xiàng)長期、復(fù)雜而艱巨的任務(wù)。我國《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（20062020）》和國家“十一Bt抗蟲棉是中國唯一大規(guī)模推廣使用的轉(zhuǎn)基因作物，僅2009年，Bt抗蟲棉占棉花總播種面積達(dá)到68%。抗病蟲是轉(zhuǎn)基因作物的一個(gè)重要育種方向。（5）抗病蟲作物的培育。色蔬菜的要求，具有較長的采收上交通條件欠缺。社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件：社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件：，足。，有利于蔬菜內(nèi)部有機(jī)物的積累。2．區(qū)位分析：（表一為蘭州高墩營發(fā)展高原夏菜的區(qū)位分析）有利條件不利條件