(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024139199
(43)【公開日】2024-10-09
(54)【発明の名称】溶接電源装置
(51)【国際特許分類】
B23K 9/10 20060101AFI20241002BHJP
【ＦＩ】
B23K9/10 Z
B23K9/10 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023050032
(22)【出願日】2023-03-27
(71)【出願人】
【識別番号】000000262
【氏名又は名称】株式会社ダイヘン
(74)【代理人】
【識別番号】100135389
【弁理士】
【氏名又は名称】臼井 尚
(74)【代理人】
【識別番号】100168044
【弁理士】
【氏名又は名称】小淵 景太
(72)【発明者】
【氏名】田島 弘恒
(72)【発明者】
【氏名】彦坂 征太
(72)【発明者】
【氏名】宮部 浩一
(72)【発明者】
【氏名】下菊 秀記
【テーマコード（参考）】
4E082
【Ｆターム（参考）】
4E082AA01
4E082DA01
4E082GA02
(57)【要約】
【課題】安全性に配慮しつつ、電極先端および被加工物の表面状態に関わらず、電極先端と被加工物との接触を精度よく検出できる溶接電源装置を提供する。
【解決手段】溶接電源装置Ａ１において、１対の出力端子ａ，ｂと、１対の出力端子ａ，ｂの間に溶接電圧を印加する溶接電源部１と、１対の出力端子ａ，ｂの間に、被加工物を検出するための検出電圧を印加する補助電源部２（検出電圧印加回路５）と、を備えた。補助電源部２（検出電圧印加回路５）は、検出電圧として第１電圧を出力する第１状態と、検出電圧として第１電圧より高い第２電圧を出力する第２状態とで切り替わる。
【選択図】図１
【解決手段】溶接電源装置Ａ１において、１対の出力端子ａ，ｂと、１対の出力端子ａ，ｂの間に溶接電圧を印加する溶接電源部１と、１対の出力端子ａ，ｂの間に、被加工物を検出するための検出電圧を印加する補助電源部２（検出電圧印加回路５）と、を備えた。補助電源部２（検出電圧印加回路５）は、検出電圧として第１電圧を出力する第１状態と、検出電圧として第１電圧より高い第２電圧を出力する第２状態とで切り替わる。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
１対の出力端子と、
前記１対の出力端子の間に溶接電圧を印加する溶接電源部と、
前記１対の出力端子の間に、被加工物を検出するための検出電圧を印加する補助電源部と、
を備え、
前記補助電源部は、前記検出電圧として第１電圧を出力する第１状態と、前記検出電圧として前記第１電圧より高い第２電圧を出力する第２状態とで切り替わる、
溶接電源装置。
前記１対の出力端子の間に溶接電圧を印加する溶接電源部と、
前記１対の出力端子の間に、被加工物を検出するための検出電圧を印加する補助電源部と、
を備え、
前記補助電源部は、前記検出電圧として第１電圧を出力する第１状態と、前記検出電圧として前記第１電圧より高い第２電圧を出力する第２状態とで切り替わる、
溶接電源装置。
【請求項2】
前記第１電圧は２５Ｖ以下であり、
前記第２電圧は５０Ｖ以上であり、６０Ｖ以下である、
請求項１に記載の溶接電源装置。
前記第２電圧は５０Ｖ以上であり、６０Ｖ以下である、
請求項１に記載の溶接電源装置。
【請求項3】
前記１対の出力端子の間の電圧を安定させるためのブリーダ抵抗をさらに備え、
前記補助電源部は、前記第１状態および前記第２状態に加えさらに、前記検出電圧を出力しない第３状態にも切り替わる、
前記ブリーダ抵抗は、前記第３状態においては前記１対の出力端子の間に接続された状態になり、前記第１状態および前記第２状態においては前記１対の出力端子の間に接続されない状態になる、
請求項１または２に記載の溶接電源装置。
前記補助電源部は、前記第１状態および前記第２状態に加えさらに、前記検出電圧を出力しない第３状態にも切り替わる、
前記ブリーダ抵抗は、前記第３状態においては前記１対の出力端子の間に接続された状態になり、前記第１状態および前記第２状態においては前記１対の出力端子の間に接続されない状態になる、
請求項１または２に記載の溶接電源装置。
【請求項4】
巻線を有するトランスをさらに備え、
前記巻線は、第１端と、第２端と、前記第１端と前記第２端との間に配置されたセンタタップとを備え、
前記１対の出力端子は、第１出力端子および第２出力端子を含み、
前記補助電源部は、第１スイッチないし第４スイッチを備え、
前記第１端は、前記第２出力端子に導通接続され、
前記第２端は、前記第１スイッチおよび前記第２スイッチを介して前記第１出力端子に導通接続され、
前記センタタップは、前記第３スイッチを介して前記第１出力端子に導通接続され、
前記ブリーダ抵抗の一端は、前記第２出力端子に導通接続され、
前記ブリーダ抵抗の他端は、前記第４スイッチを介して、前記第１スイッチと前記第２スイッチとを導通接続する接続線に導通接続され、
前記第１状態においては、前記第３スイッチおよび前記第４スイッチが閉鎖され、前記第１スイッチおよび前記第２スイッチが開放され、
前記第２状態においては、前記第１スイッチおよび前記第２スイッチが閉鎖され、前記第３スイッチおよび前記第４スイッチが開放され、
前記第３状態においては、前記第２スイッチおよび前記第４スイッチが閉鎖され、前記第１スイッチおよび前記第３スイッチが開放される、
請求項３に記載の溶接電源装置。
前記巻線は、第１端と、第２端と、前記第１端と前記第２端との間に配置されたセンタタップとを備え、
前記１対の出力端子は、第１出力端子および第２出力端子を含み、
前記補助電源部は、第１スイッチないし第４スイッチを備え、
前記第１端は、前記第２出力端子に導通接続され、
前記第２端は、前記第１スイッチおよび前記第２スイッチを介して前記第１出力端子に導通接続され、
前記センタタップは、前記第３スイッチを介して前記第１出力端子に導通接続され、
前記ブリーダ抵抗の一端は、前記第２出力端子に導通接続され、
前記ブリーダ抵抗の他端は、前記第４スイッチを介して、前記第１スイッチと前記第２スイッチとを導通接続する接続線に導通接続され、
前記第１状態においては、前記第３スイッチおよび前記第４スイッチが閉鎖され、前記第１スイッチおよび前記第２スイッチが開放され、
前記第２状態においては、前記第１スイッチおよび前記第２スイッチが閉鎖され、前記第３スイッチおよび前記第４スイッチが開放され、
前記第３状態においては、前記第２スイッチおよび前記第４スイッチが閉鎖され、前記第１スイッチおよび前記第３スイッチが開放される、
請求項３に記載の溶接電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、溶接電源装置に関する。
【背景技術】
【0002】
溶接電源装置は、溶接のための溶接電力を供給する溶接電源部とは別に、補助電源部を備えている。補助電源部は、溶接電源装置の各部で必要とされる電圧を供給するために用いられる。また、補助電源部は、被加工物を検出するために、溶接電源装置の出力端子間に無負荷電圧より低い検出電圧を印加するための電源としても用いられる。例えば、検出電圧は、ロボットを備える溶接システムにおいて、出力端子間に印加されて、溶接トーチの電極の先端と被加工物との接触を検知することで溶接開始位置を検知するために用いられる。また、検出電圧は、ＴＩＧ溶接や被覆アーク溶接(手棒溶接)において、電撃防止機能を備えつつ、溶接トーチの電極の先端が被加工物に接触したことを検知して溶接を開始するためにも用いられる。特許文献１には、補助電源回路からの補助電圧を、被覆アーク溶接棒の先端と被加工物との接触を検知するために用いる溶接電源装置が開示されている。補助電源部が溶接電源装置の出力端子間に印加する検出電圧は、電撃防止のために、人体が感知できない程度の２５Ｖ以下に抑えられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１９－１０４０４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、被加工物の表面が錆びている場合や黒皮などの酸化物に覆われている場合、または、電極先端にスラグが付着している場合などの絶縁抵抗が高い状態では、２５Ｖ以下に抑えられた検出電圧では、電極先端と被加工物との接触を検知できない場合がある。
【0005】
本発明は上記した事情のもとで考え出されたものであって、安全性に配慮しつつ、電極先端および被加工物の表面状態に関わらず、電極先端と被加工物との接触を精度よく検出できる溶接電源装置を提供することをその目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。
【0007】
本発明の溶接電源装置は、１対の出力端子と、前記１対の出力端子の間に溶接電圧を印加する溶接電源部と、前記１対の出力端子の間に、被加工物を検出するための検出電圧を印加する補助電源部と、を備え、前記補助電源部は、前記検出電圧として第１電圧を出力する第１状態と、前記検出電圧として前記第１電圧より高い第２電圧を出力する第２状態とで切り替わる。
【0008】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記第１電圧は２５Ｖ以下であり、前記第２電圧は５０Ｖ以上であり、６０Ｖ以下である。
【0009】
本発明の好ましい実施の形態においては、前記１対の出力端子の間の電圧を安定させるためのブリーダ抵抗をさらに備え、前記補助電源部は、前記第１状態および前記第２状態に加えさらに、前記検出電圧を出力しない第３状態にも切り替わる、前記ブリーダ抵抗は、前記第３状態においては前記１対の出力端子の間に接続された状態になり、前記第１状態および前記第２状態においては前記１対の出力端子の間に接続されない状態になる。
【0010】
本発明の好ましい実施の形態においては、巻線を有するトランスをさらに備え、前記巻線は、第１端と、第２端と、前記第１端と前記第２端との間に配置されたセンタタップとを備え、前記１対の出力端子は、第１出力端子および第２出力端子を含み、前記補助電源部は、第１スイッチないし第４スイッチを備え、前記第１端は、前記第２出力端子に導通接続され、前記第２端は、前記第１スイッチおよび前記第２スイッチを介して前記第１出力端子に導通接続され、前記センタタップは、前記第３スイッチを介して前記第１出力端子に導通接続され、前記ブリーダ抵抗の一端は、前記第２出力端子に導通接続され、前記ブリーダ抵抗の他端は、前記第４スイッチを介して、前記第１スイッチと前記第２スイッチとを導通接続する接続線に導通接続され、前記第１状態においては、前記第３スイッチおよび前記第４スイッチが閉鎖され、前記第１スイッチおよび前記第２スイッチが開放され、前記第２状態においては、前記第１スイッチおよび前記第２スイッチが閉鎖され、前記第３スイッチおよび前記第４スイッチが開放され、前記第３状態においては、前記第２スイッチおよび前記第４スイッチが閉鎖され、前記第１スイッチおよび前記第３スイッチが開放される。
【発明の効果】
【0011】
本発明によると、補助電源部は、１対の出力端子の間に印加する検出電圧を第１電圧と第２電圧とで切り替える。したがって、通常の被加工物を検出する場合には、安全性を優先して、低い第１電圧を印加でき、表面が錆びや黒皮などの酸化被膜に覆われている被加工物を検出する場合には、検出の精度を高めるために、高い第２電圧を印加できる。これにより、本発明に係る溶接電源装置は、安全性に配慮しつつ、電極先端および被加工物の表面状態に関わらず、電極先端と被加工物との接触を精度よく検出できる。
【0012】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】第１実施形態に係る溶接電源装置を説明するための図であり、溶接システムの全体構成を示すブロック図である。
【図2】検出電圧印加回路の第１状態、第２状態、および第３状態を説明するための回路図である。
【図3】検出電圧印加回路の変形例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本発明の実施の形態を、本発明に係る熱加工用電源装置が溶接電源装置である場合を例として、図面を参照して具体的に説明する。
【0015】
〔第１実施形態〕
図１は、第１実施形態に係る溶接電源装置Ａ１を説明するための図であり、溶接システムの全体構成を示すブロック図である。
図１は、第１実施形態に係る溶接電源装置Ａ１を説明するための図であり、溶接システムの全体構成を示すブロック図である。
【0016】
図１に示す溶接システムは、溶接電源装置Ａ１、パワーケーブルＣａ,Ｃｂ、ワイヤ送給装置Ｄ、および溶接トーチＴを備えている。溶接電源装置Ａ１の一方の出力端子ａは、パワーケーブルＣａを介して、ワイヤ送給装置Ｄに接続されている。ワイヤ送給装置Ｄは、ワイヤ電極を溶接トーチＴに送り出して、ワイヤ電極の先端を溶接トーチＴの先端から突出させる。溶接トーチＴの先端に配置されているコンタクトチップにおいて、パワーケーブルＣａとワイヤ電極とは電気的に接続されている。溶接電源装置Ａ１の他方の出力端子ｂは、パワーケーブルＣｂを介して、被加工物Ｗに接続されている。溶接電源装置Ａ１は、溶接トーチＴの先端から突出するワイヤ電極の先端と、被加工物Ｗとの間にアークを発生させ、アークに電力を供給する。溶接システムは、当該アークの熱で被加工物Ｗの溶接を行う。なお、溶接システムの構成は限定されない。たとえば、溶接システムは、ワイヤ送給装置Ｄを備えず、溶接トーチＴが非消耗式の電極を備える構成であってもよい。また、溶接システムは、溶接トーチＴがロボットによって移動される構成であってもよい。
【0017】
溶接電源装置Ａ１は、アーク溶接のための溶接電力を溶接トーチＴに供給する。溶接電源装置Ａ１は、溶接電源部１、補助電源部２、および制御部７を備えている。
【0018】
溶接電源部１は、アーク溶接のための溶接電力を生成し、出力端子ａと出力端子ｂとの間に溶接電圧を印加する。溶接電源部１は、整流平滑回路１１、インバータ回路１２、トランス１３、および整流平滑回路１４を備えている。
【0019】
整流平滑回路１１は、商用電源Ｂから入力される交流電力を直流電力に変換して出力する。整流平滑回路１１は、交流電流を整流する整流回路と、平滑する平滑コンデンサとを備える。なお、整流平滑回路１１の構成は限定されない。
【0020】
インバータ回路１２は、例えば、単相フルブリッジ型のＰＷＭ制御インバータであり、４つのスイッチング素子を備える。インバータ回路１２は、制御部７から入力される駆動信号によってスイッチング素子をスイッチングさせることで、整流平滑回路１１から入力される直流電力を高周波電力に変換して出力する。なお、インバータ回路１２は直流電力を高周波電力に変換するものであればよく、例えばハーフブリッジ型であってもよいし、その他の構成のインバータ回路であってもよい。
【0021】
トランス１３は、インバータ回路１２が出力する高周波電圧を変圧して、整流平滑回路１４に出力する。トランス１３は、一次巻線の各入力端子がインバータ回路１２の各出力端子にそれぞれ接続され、二次巻線の各出力端子が整流平滑回路１４の各入力端子にそれぞれ接続されている。インバータ回路１２の出力電圧は、一次巻線と二次巻線の巻数比に応じて変圧されて、整流平滑回路１４に入力される。二次巻線は一次巻線に対して絶縁されているので、商用電源Ｂから入力される電流が二次側の回路に流れることを防止できる。なお、トランス１３の構成は限定されない。
【0022】
整流平滑回路１４は、トランス１３から入力される高周波電力を直流電力に変換して出力する。整流平滑回路１４は、高周波電圧を整流する半波整流回路を備える。整流平滑回路１４の各出力端子は、出力端子ａまたは出力端子ｂに接続されている。なお、整流平滑回路１４の構成は限定されない。
【0023】
補助電源部２は、溶接電力以外の、溶接電源装置Ａ１で使用される電力を生成する。補助電源部２は、直流電源回路３、制御電源回路４、検出電圧印加回路５、および溶接回路制御電源部６を備えている。
【0024】
直流電源回路３は、補助電源部２で使用される直流電力を生成する。直流電源回路３は、例えば、商用電源Ｂから入力される交流電力を整流平滑回路で直流電力に変換して出力する。なお、直流電源回路３による直流電力の生成方法は限定されないし、直流電源回路３に供給される電力源も限定されない。例えば、直流電源回路３は、溶接電源部１の整流平滑回路１１とインバータ回路１２との間で直流電力を取得して出力してもよい。また、直流電源回路３は、溶接電源部１のトランス１３の二次側に追加された巻線から入力される交流電力を整流することで直流電力を生成してもよい。
【0025】
制御電源回路４は、図示しない冷却ファン、および、ワイヤ送給装置Ｄの図示しない送給モータやガス電磁弁などに供給するための制御電力を生成する。本実施形態では、制御電源回路４は、フォワードコンバータを備えている。フォワードコンバータは、一次巻線４２および二次巻線４３を有するトランス４１を備えている。制御電源回路４は、直流電源回路３から入力される電圧を各部で用いられる電圧に変換して出力する。なお、制御電源回路４の内部構成は限定されない。
【0026】
検出電圧印加回路５は、被加工物Ｗを検出するための検出電圧を生成して、出力端子ａと出力端子ｂとの間に印加する。検出電圧は、溶接トーチＴの先端から突出するワイヤ電極の先端が被加工物Ｗに接触したことを検出するために、出力端子ａと出力端子ｂとの間に印加される電圧である。出力端子ａと出力端子ｂとの間に検出電圧が印加されても、ワイヤ電極の先端が被加工物Ｗから離れているときには電流が流れない。一方、ワイヤ電極の先端が被加工物Ｗに接触したときに電流が流れる。これにより、電流の有無を検出することで、ワイヤ電極の先端が被加工物Ｗに接触したことを検出できる。検出電圧印加回路５は、検出電圧として、第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２とを切り替えて出力可能に構成されている。第１電圧Ｖ１は、本実施形態では１５Ｖである。なお、第１電圧Ｖ１は限定されず、人体が感知できない程度の電圧であればよく、２５Ｖ以下であるのが望ましい。以下では、検出電圧印加回路５が検出電圧として第１電圧Ｖ１を出力する状態を「第１状態」とする。第２電圧Ｖ２は、第１電圧Ｖ１より高く、本実施形態では５５Ｖである。第２電圧Ｖ２は、被加工物Ｗの表面が錆びや黒皮などの酸化被膜に覆われている場合でも、電極先端と被加工物Ｗとの接触を精度よく検出できる電圧であり、２５Ｖより大きく、５０Ｖ以上であるのが望ましい。また、第２電圧Ｖ２は、人体が感知できるが感電にて人体に影響を及ぼさないと考えられる６０Ｖ以下に設定される。第２電圧Ｖ２は、安全性と検出精度に基づいて設定される。以下では、検出電圧印加回路５が検出電圧として第２電圧Ｖ２を出力する状態を「第２状態」とする。
【0027】
また、検出電圧印加回路５は、溶接作業時には、検出電圧を出力せず、代わりに出力端子ａと出力端子ｂとの間にブリーダ抵抗を接続する。ブリーダ抵抗は、無負荷時または軽負荷時において出力電圧を安定させるために、また、出力電圧の検出においてノイズの影響を少なくするために、出力端子間に接続される抵抗である。一般的な溶接電源装置においては、出力端子ａと出力端子ｂとの間に、ブリーダ抵抗が常時接続されている。しかし、検出電圧を出力する際にブリーダ抵抗が接続されていると、ブリーダ抵抗によって検出電圧が降下する。これを防ぐために、検出電圧印加回路５は、検出電圧を出力する場合には、ブリーダ抵抗を切り離す。第１状態および第２状態とは異なり、検出電圧印加回路５が検出電圧を出力せず、出力端子ａと出力端子ｂとの間にブリーダ抵抗を接続した状態を、以下では、「第３状態」とする。つまり、検出電圧印加回路５は、第１状態および第２状態では、出力端子ａと出力端子ｂとの間にブリーダ抵抗を接続しない状態にする。
【0028】
また、検出電圧印加回路５は、常時、溶接回路制御電源部６に、第１電圧Ｖ１を出力する。溶接回路制御電源部６は、検出電圧印加回路５から入力された第１電圧Ｖ１をそのまま、または降圧して、制御部７内のアナログ制御回路およびマイクロコンピュータなどに供給する。
【0029】
検出電圧印加回路５は、２個のダイオードＤ１，Ｄ２、２個のコンデンサＣ１，Ｃ２、４個のスイッチ５１，５２，５３，５４、およびブリーダ抵抗５９を備えている。スイッチ５１，５２，５３，５４は、制御部７から入力される制御信号に基づいて開閉される。本実施形態では、スイッチ５１，５２，５３，５４はリレー接点である。スイッチ５１およびスイッチ５３は常開接点（ａ接点）であり、スイッチ５２およびスイッチ５４は常閉接点（ｂ接点）である。また、スイッチ５１とスイッチ５４とは連動しており、互いに反対の接続状態になる。すなわち、制御信号が入力されない場合、スイッチ５１は開放され、スイッチ５４は閉鎖される。一方、制御信号が入力されている場合、スイッチ５１は閉鎖され、スイッチ５４は開放される。同様に、スイッチ５２とスイッチ５３とは連動しており、互いに反対の接続状態になる。すなわち、制御信号が入力されない場合、スイッチ５３は開放され、スイッチ５２は閉鎖される。一方、制御信号が入力されている場合、スイッチ５３は閉鎖され、スイッチ５２は開放される。スイッチ５１とスイッチ５４、および、スイッチ５１とスイッチ５４はそれぞれ、切替接点であってもよい。なお、スイッチ５１，５２，５３，５４は上記に限定されず、それぞれ個別に制御されてもよいし、例えば半導体スイッチであってもよい。
【0030】
制御電源回路４のフォワードコンバータのトランス４１は、三次巻線４４を有する。三次巻線４４は、第１端４４ａおよび第２端４４ｂを備えている。また、三次巻線４４は、第１端４４ａと第２端４４ｂとの間に配置されたセンタタップ４５を備えている。三次巻線４４は、第１端４４ａと第２端４４ｂとから第２電圧Ｖ２を出力し、第１端４４ａとセンタタップ４５とから第１電圧Ｖ１を出力するように、巻き数およびセンタタップ４５の配置が設定されている。
【0031】
三次巻線４４の第１端４４ａは、出力端子ｂに導通接続されている。三次巻線４４の第２端４４ｂは、ダイオードＤ１、スイッチ５１、およびスイッチ５２を介して出力端子ａに導通接続されている。ダイオードＤ１は、アノード端子が第２端４４ｂに接続され、カソード端子がスイッチ５１に接続されている。ダイオードＤ１は、第２端４４ｂから出力される電流の半波整流を行う。センタタップ４５は、ダイオードＤ２およびスイッチ５３を介して出力端子ａに導通接続されている。ダイオードＤ２は、アノード端子がセンタタップ４５に接続され、カソード端子がスイッチ５３に接続されている。ダイオードＤ２は、センタタップ４５から出力される電流の半波整流を行う。ブリーダ抵抗５９の一端は出力端子ｂに導通接続され、他端はスイッチ５４を介して、スイッチ５１とスイッチ５２とを導通接続する接続線に導通接続されている。コンデンサＣ１は、ダイオードＤ１のカソード端子と出力端子ｂとの間に接続されている。コンデンサＣ１は、ダイオードＤ１が整流した電流の平滑化を行う。コンデンサＣ２は、ダイオードＤ２のカソード端子と出力端子ｂとの間に接続されている。コンデンサＣ２は、ダイオードＤ２が整流した電流の平滑化を行う。なお、図１に示す検出電圧印加回路５の内部回路は一例であり、検出電圧印加回路５の内部回路はこれに限定されない。
【0032】
検出電圧印加回路５は、制御部７から入力される制御信号に基づいて、４個のスイッチ５１，５２，５３，５４を切り替えることで、第１状態、第２状態、および第３状態で切り替わる。各状態の切り替えについての詳細は後述する。
【0033】
制御部７は、溶接電源装置Ａ１の各種制御を行い、例えばアナログ制御回路およびマイクロコンピュータなどを含んで実現されている。制御部７は、溶接電源装置Ａ１の出力電流が設定電流になるように、溶接電源部１のインバータ回路１２に駆動信号を出力する。また、制御部７は、検出電圧印加回路５に制御信号を出力することで、検出電圧印加回路５を第１状態、第２状態、および第３状態に切り替える。
【0034】
図２は、検出電圧印加回路５の第１状態、第２状態、および第３状態を説明するための回路図である。図２（ａ）は第１状態を示し、図２（ｂ）は第２状態を示し、図２（ｃ）は第３状態を示している。各図において導通しない部分を破線で示している。
【0035】
制御部７は、スイッチ５１，５４に制御信号を出力せず、スイッチ５２，５３に制御信号を出力することで、検出電圧印加回路５を第１状態にする。この場合、図２（ａ）に示すように、スイッチ５３およびスイッチ５４が閉鎖され、スイッチ５１およびスイッチ５２が開放される。これにより、三次巻線４４の第１端４４ａとセンタタップ４５とから出力される第１電圧Ｖ１が、出力端子ａと出力端子ｂとの間に印加される。また、ブリーダ抵抗５９は、出力端子ａと出力端子ｂとの間に接続されない。第１電圧Ｖ１は、溶接回路制御電源部６にも出力される。
【0036】
制御部７は、スイッチ５２，５３に制御信号を出力せず、スイッチ５１，５４に制御信号を出力することで、検出電圧印加回路５を第２状態にする。この場合、図２（ｂ）に示すように、スイッチ５１およびスイッチ５２が閉鎖され、スイッチ５３およびスイッチ５４が開放される。これにより、三次巻線４４の第１端４４ａと第２端４４ｂとから出力される第２電圧Ｖ２が、出力端子ａと出力端子ｂとの間に印加される。また、ブリーダ抵抗５９は、出力端子ａと出力端子ｂとの間に接続されない。一方、三次巻線４４の第１端４４ａとセンタタップ４５とから出力される第１電圧Ｖ１は、溶接回路制御電源部６に出力される。
【0037】
制御部７は、スイッチ５１，５４およびスイッチ５２，５３のいずれにも制御信号を出力しないことで、検出電圧印加回路５を第３状態にする。この場合、図２（ｃ）に示すように、スイッチ５２およびスイッチ５４が閉鎖され、スイッチ５１およびスイッチ５３が開放される。これにより、ブリーダ抵抗５９が出力端子ａと出力端子ｂとの間に接続され、検出電圧印加回路５から出力端子ａと出力端子ｂとの間に電圧は印加されない。一方、三次巻線４４の第１端４４ａとセンタタップ４５とから出力される第１電圧Ｖ１は、溶接回路制御電源部６に出力される。
【0038】
以上のように、制御部７は、検出電圧印加回路５を第１状態、第２状態、および第３状態に切り替える。制御部７は、操作者による図示しない操作部の操作などに基づいて、第１状態、第２状態、および第３状態を切り替える。制御部７は、通常の被加工物Ｗを検出する場合、検出電圧印加回路５を第１状態に切り替え、表面が錆びや黒皮などの酸化被膜に覆われている被加工物Ｗを検出する場合、検出電圧印加回路５を第２状態に切り替える。一方、制御部７は、被加工物Ｗを検出するとき以外は、検出電圧印加回路５を第３状態に切り替える。また、検出電圧印加回路５は、第１状態、第２状態、および第３状態のいずれであっても、第１電圧Ｖ１を溶接回路制御電源部６に出力する。
【0039】
次に、溶接電源装置Ａ１の作用効果について説明する。
【0040】
本実施形態によると、補助電源部２の検出電圧印加回路５は、出力端子ａと出力端子ｂとの間に印加する検出電圧として第１電圧Ｖ１を出力する第１状態と、第１電圧Ｖ１より高い第２電圧Ｖ２を出力する第２状態とで切り替わる。したがって、通常の被加工物Ｗを検出する場合には、安全性を優先して、低い第１電圧Ｖ１を印加でき、表面が錆びや黒皮などの酸化被膜に覆われている被加工物Ｗを検出する場合には、検出の精度を高めるために、高い第２電圧Ｖ２を印加できる。これにより、溶接電源装置Ａ１は、安全性に配慮しつつ、被加工物Ｗの表面が錆びや黒皮などの酸化被膜に覆われていても精度よく検出できる。
【0041】
また、本実施形態によると、第１電圧Ｖ１は２５Ｖ以下であり、第２電圧Ｖ２は５０Ｖ以上６０Ｖ以下である。したがって、検出電圧印加回路５は、第１状態ではより安全性の高い電圧を印加でき、第２状態では安全性に配慮しつつ、精度の良い検出を可能にする。
【0042】
また、本実施形態によると、検出電圧印加回路５は、第１状態および第２状態とは異なり、検出電圧を出力せず、出力端子ａと出力端子ｂとの間にブリーダ抵抗５９を接続した第３状態にも切り替わる。したがって、溶接電源装置Ａ１は、被加工物Ｗを検出する場合にはブリーダ抵抗５９による検出電圧の降下を防止でき、被加工物Ｗを検出しない場合には、出力電圧の安定化が可能である。
【0043】
また、本実施形態によると、三次巻線４４は、第１端４４ａが出力端子ｂに導通接続され、第２端４４ｂがスイッチ５１およびスイッチ５２を介して出力端子ａに導通接続され、センタタップ４５がスイッチ５３を介して出力端子ａに導通接続されている。また、ブリーダ抵抗５９の一端は出力端子ｂに導通接続され、他端はスイッチ５４を介して、スイッチ５１とスイッチ５２とを導通接続する接続線に導通接続されている。これにより、制御部７は、スイッチ５１，５２，５３，５４に制御信号を出力することで、検出電圧印加回路５を第１状態、第２状態、および第３状態に切り替えることができる。
【0044】
また、本実施形態によると、スイッチ５１とスイッチ５４とは連動しており、互いに反対の接続状態になる。また、スイッチ５２とスイッチ５３とは連動しており、互いに反対の接続状態になる。したがって、制御部７は、検出電圧印加回路５に出力する制御信号を、スイッチ５１，５４に出力する制御信号と、スイッチ５２，５３に出力する制御信号との２種類とすることができる。これにより、溶接電源装置Ａ１は、スイッチ５１，５２，５３，５４にそれぞれ個別に制御信号を出力する場合と比較して、制御部７が検出電圧印加回路５に出力する制御信号のための制御線の数を削減できる。
【0045】
なお、本実施形態では、溶接電源装置Ａ１が、ワイヤ送給装置Ｄを備える半自動の溶接システムに用いられた場合について説明したが、これに限定されない。溶接電源装置Ａ１は、さらにロボットや自動機を備えた全自動の溶接システムに用いられてもよいし、被覆アーク溶接(手棒溶接)に用いられてもよい。また、溶接電源装置Ａ１は、ワイヤ送給装置Ｄを備えないＴＩＧ溶接に用いられてもよい。また、溶接電源装置Ａ１は、これらの溶接方法で切り替えて使用可能なマルチタイプの溶接電源装置であってもよい。
【0046】
また、本実施形態では、溶接電源装置Ａ１が溶接電力として直流電力を出力する場合について説明したが、これに限定されない。溶接電源装置Ａ１は、溶接電源部１において整流平滑回路１４の後段にさらにインバータ回路を備えて、溶接電力として交流電力を出力してもよい。
【0047】
図３は、検出電圧印加回路５の変形例を示すブロック図である。なお、図３においては、補助電源部２以外の記載を省略している。また、図３において、図１と同一または類似の要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略している。
【0048】
本変形例では、検出電圧印加回路５は、４個のスイッチ５１，５２，５３，５４の代わりに、３個のスイッチ５５，５６，５７を備えている。スイッチ５５，５６，５７は、制御部７から入力される制御信号に基づいて開閉されるリレー接点である。スイッチ５５およびスイッチ５６は常開接点（ａ接点）であり、スイッチ５７は常閉接点（ｂ接点）である。なお、スイッチ５５，５６，５７は上記に限定されない。三次巻線４４の第１端４４ａは、出力端子ｂに導通接続されている。三次巻線４４の第２端４４ｂは、ダイオードＤ１、スイッチ５５を介して出力端子ａに導通接続されている。センタタップ４５は、ダイオードＤ２およびスイッチ５６を介して出力端子ａに導通接続されている。ブリーダ抵抗５９の一端は出力端子ｂに導通接続され、他端はスイッチ５７を介して、出力端子ａに導通接続されている。
【0049】
本変形例では、制御部７は、スイッチ５５に制御信号を出力せず、スイッチ５６，５７に制御信号を出力することで、検出電圧印加回路５を第１状態にする。また、制御部７は、スイッチ５６に制御信号を出力せず、スイッチ５５，５７に制御信号を出力することで、検出電圧印加回路５を第２状態にする。さらに、制御部７は、スイッチ５５，５６，５７のいずれにも制御信号を出力しないことで、検出電圧印加回路５を第３状態にする。
【0050】
本変形例から理解されるように、検出電圧印加回路５の内部回路は限定されず、制御部７からの制御信号に基づいて、第１状態、第２状態、および第３状態を切り替えられる構成であればよい。
【0051】
本発明に係る溶接電源装置は、上記した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る溶接電源装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
【符号の説明】
【0052】
Ａ１：溶接電源装置、１：溶接電源部、２：補助電源部、４１：トランス、４４：巻線、４４ａ：第１端、４４ｂ：第２端、４５：センタタップ、５１～５４：スイッチ、５５：ブリーダ抵抗、ａ，ｂ：出力端子
【図1】
【図2】
【図3】