专利名称：永磁式巨磁磁阻gmr焊枪与工件的相对位置检测传感器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种传感器——非接触、永磁式巨磁磁阻(GMR)焊枪与工件的相对位置检测传感器。它用来实现黑色金属焊接过程中焊枪与工件之间相对高度或间距的检测，达到焊枪控制自动化。
背景技术：
焊接是人们进行科研生产活动常用到的一种加工手段。在电弧焊接过程中，首先应该是使电弧与焊缝对中，这是保证焊接质量的关键。随着焊接自动化的发展，焊缝自动跟踪显得越来越重要。例如，弧焊机器人虽能按预先编制的程序沿一定的轨迹运动，但即使是由“示教”得来的轨迹，也未必总是焊缝的实际位置。这种差异是由于批量生产中工件的加工误差、焊接过程中的热变形、夹具的不精确以及轨迹程序本身的不甚精确等因素所综合造成的。
自动跟踪的工作原理是由传感器检测得到的信息，经处理后用于控制执行机构，实时调整焊枪与工件的相对位置(即焊枪的左右位置和高低位置)，从而实现焊接过程的自动跟踪。
目前，能够达到这种特殊检测目的的传感器有接触式和非接触式两种接触式的有触杆接触，即开关式、差动变压器式、光电式；电极接触式的有检测接触电极的电压和电流等。非接触式的有电磁式和涡流式以及光学式等。光学式包含了点阵传感器、线阵传感器、面阵传感器。这些传感器的主要缺陷如下对于开关式、差动变压器式、光接触式均需有触杆，长期与工件摩擦，会导致寿命缩短。而电磁式、涡流式、线阵、面阵式等传感器为非接触检测传感器，寿命虽长，但仍有不足。比如电磁式、涡流式需要由激励电源、敏感线圈和检测电路组成，体积大，可靠性不够高，工件错边影响大，需要做补偿修正；对于阵线、点阵、面阵传感器虽不存在错边影响，但需要激光源激励。由于电弧的弧光强度大，能谱频带宽，极易对它们造成干扰。此外，体积较大，抗冲击能力差，检测精度目前只能做到0.2mm。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种解决焊接加工自动化过程中焊枪与工件之间的跟踪检测，提高检测精度及可靠性，属于一种非接触永磁式巨磁磁阻(GMR)焊枪与工件的相对位置检测传感器。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是由5×2.5mm四栅至5×10.0mm二十四栅的高技术GMR巨磁制成的敏感磁头、剩余磁感应强度为0.5×103至50×103Gs的NdFeB或SmCo永磁体、贴装式集成运算放大电路、输出调零电位器以及有色金属外壳等部件组成。其特点是GMR巨磁敏感磁头，它与现有的线阵、点阵和面阵传感器的工作原理完全不同，前者是磁学原理，后者为光学原理，GMR电阻随焊枪与工件(母材)之间的气隙磁通量变化而变化，通过GMR上的电位差变化获得焊枪与工件的相对位置的变化量，通过该变化量可以控制执行机构调整的范围大小，实现焊枪悬浮高度跟踪。
本实用新型的有益效果是，本传感器集敏感磁头和放大电路为一体，精度高，可达0.1mm；抗干扰能力强；抗冲击强度高；电路简单；体积小；性价比高。检测范围为0-15mm，安装调试方便、实用。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1为本实用新型电气原理图。
图2为本实用新型实施例正面图。
图3为本实用新型实施例侧视图。
图4为本实用新型实施例俯视图图中标记为1.GMR敏感磁头，2.信号放大电路板，3.航空插头及插座，4.输出调零电位器，5.永磁体，6.外壳。
具体实施方式
如图2、图3所示，GMR敏感头(1)位于底部。该敏感头(1)由5×2.5mm四栅的巨磁磁阻(GMR)制成，并用高强度的橡胶剂将它牢固地粘接在衬底上，将剩余磁感应强度为0.5×103的NdFeB永磁体(5)装在GMR敏感头(1)的附近，两者之间的距离为6mm。GMR敏感头(1)的工作电源由高精度稳压模块供给，它的输出端与信号放大电路(2)模块的输入端用导线连接起来，然后再用一条四芯同轴电缆将其中两根用于放大器的输出，另外两根用于电源。将两根电缆连线和放大器的输出连线用焊接方法将它们固定在XS12型航空插座(3)上，该插座(3)用螺钉与外壳的端盖连接，该端可拆卸，端盖和外壳(6)也是用两颗M3的螺钉固定。电源线和信号线为1.5m长，这些线的两端分别接在XS12型航空插座头(3)上。通电调试，工作电源为5V DC，工作电流小于10mA。通过输出调零电位器(4)Rw把信号放大器(2)的输出电压调至零点。最后在壳内浇铸环氧树脂，将放大电路(2)和GMR敏感磁头(1)、永磁体(5)固定为一体。
权利要求1.永磁式巨磁磁阻GMR焊枪与工件的相对位置检测传感器，包括信号放大电路板(2)，航空插头及插座(3)，输出调零电位器(4)，外壳(6)，其特征在于还包括GMR敏感磁头(1)，永磁体(5)。
2.如权利要求1所述的传感器，其特征在于所述GMR敏感磁头(1)由5×2.5mm四栅至5×10.0mm二十四栅的高技术GMR巨磁制成。
3.如权利要求1所述的传感器，其特征在于所述永磁体(5)为剩余磁感应强度为0.5×103至50×103Gs的NdFeB或SmCo。
专利摘要本实用新型公开了一种永磁式巨磁磁阻GMR焊枪与工件的相对位置检测传感器，由5×2.5mm四栅至5×10.0mm二十四栅的巨磁磁阻GMR敏感头、剩余磁感应强度为0.5×10
文档编号G01B7/00GK2650061SQ20032011651
公开日2004年10月20日 申请日期2003年10月29日 优先权日2003年10月29日
发明者朱名日, 蒋存波 申请人:桂林工学院