JP2014151328A - 加工用電源装置、当該加工用電源装置を備えた溶接システム、および、異常検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】被加工物に加工不良が生じる前に接続異常を検出することができる加工用電源装置を提供する。
【解決手段】加工用電源装置Ａにおいて、加工負荷に印加される電圧を検出する電圧検出回路３と、加工負荷に補助電圧を印加する補助電源回路７と、電圧検出回路３が検出した電圧検出信号Ｖｄに基づいて異常があるか否かを判別する異常判別回路８と、加工負荷に加工用の電力を供給する前に、補助電源回路７から補助電圧を印加し、異常判別手段８に異常があるか否かの判別をさせる操作部６とを備えた。加工負荷に加工用の電力を供給する前に、接続異常を検出して解消することができる。したがって、接続異常によって被加工物に加工不良が生じることを防ぐことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、加工用電源装置における電圧検出線の断線、接続忘れ、接触不良などの接続異常、または電圧検出回路の異常を検出する機能を備えた加工用電源装置、当該加工用電源装置を備えた溶接システム、および、異常検出方法に関するものである。

溶接電源装置において出力電圧などの波形制御を行う場合、溶接トーチのワイヤ電極の先端と被加工物との間の電圧を検出する必要がある。当該電圧をより精度よく検出するために、電圧検出回路の電圧検出線が溶接トーチの先端付近と被加工物とに接続される。作業者は、溶接電源装置を設置し、溶接トーチおよび被加工物を電力ケーブルで溶接電源装置に接続した後に、電圧検出線の接続を行う。このとき、作業者が電圧検出線の接続を忘れたり、接触不良になっている場合がある。また、電圧検出線が途中で断線している場合もある。このような接続異常があると、電圧を正しく検出することができないので、波形制御を正しく行うことができない。したがって、被加工物が加工不良になる。

この接続異常を検出して、加工用の電力の供給を停止し、異常を知らせる加工用電源装置が開発されている（特許文献１参照）。この従来の加工用電源装置は、溶接中の電圧検出回路の検出電圧を所定の電圧と比較して、検出電圧が所定の電圧より小さい場合に接続異常であると判断している。

特開平７−２８４９２９号公報

しかしながら、従来の加工用電源装置は溶接中に接続異常を検出するため、異常が検出された時点ですでに溶接が行われている。したがって、異常検出時に溶接が行われていた被加工物が加工不良になる場合がある。

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、被加工物に加工不良が生じる前に接続異常を検出することができる加工用電源装置を提供することをその目的としている。

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。

本発明の第１の側面によって提供される加工用電源装置は、加工負荷に加工用の電力を供給する加工用電源装置であって、前記加工負荷に印加される電圧を検出する電圧検出回路と、前記加工負荷に補助電圧を印加する補助電源回路と、前記電圧検出回路が検出した電圧に基づいて異常があるか否かを判別する異常判別手段と、前記加工負荷に加工用の電力を供給する前に、前記補助電源回路から補助電圧を印加し、前記異常判別手段に異常があるか否かの判別をさせる異常確認手段とを備えていることを特徴とする。

なお、「加工負荷」は加工用電源装置に接続される負荷であり、例えば、溶接トーチと被加工物であり、これらの間にアークが発生している場合はアークも含めた負荷である。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記異常判別手段は、前記電圧検出回路が検出した電圧が所定電圧より小さい場合に異常があると判別する。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記異常判別手段は、前記電圧検出回路が検出した電圧が所定電圧より小さい状態が所定時間以上継続した場合に異常があると判別する。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記異常判別手段は、前記電圧検出回路が検出した電圧が所定の電圧範囲内にない場合に異常があると判別する。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記補助電源回路は、電圧を切り替えて出力し、前記異常判別手段は、前記補助電源回路の出力電圧の切り替えに応じて前記所定の電圧範囲を切り替える。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記異常判別手段が異常があると判別した場合、前記加工負荷に加工用の電力が供給されることを阻止する電力供給阻止手段をさらに備えている。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記異常判別手段が異常があると判別した場合、異常があることを報知する報知手段をさらに備えている。

本発明の好ましい実施の形態においては、外部から入力される電力を加工用の電力に変換して前記加工負荷に出力する電力変換回路と、前記電圧検出回路が検出した電圧の波形が所定の波形になるように制御するための制御信号を生成する制御手段とをさらに備え、前記電力変換回路は、前記制御手段が生成した制御信号に基づいて電力の変換を行う。

本発明の好ましい実施の形態においては、被加工物との間でアークを発生させて溶接を行う溶接トーチに電力を供給する。

本発明の第２の側面によって提供される溶接システムは、本発明の第１の側面によって提供される加工用電源装置と、前記溶接トーチとを備えていることを特徴とする。

本発明の第３の側面によって提供される異常検出方法は、加工負荷に加工用の電力を供給する加工用電源装置の異常を検出する異常検出方法であって、前記加工負荷に加工用の電力を供給する前に、補助電圧を印加する第１の工程と、前記加工負荷に印加される電圧を検出する第２の工程と、前記第２の工程で検出された電圧に基づいて異常があるか否かを判別する第３の工程とを備えていることを特徴とする。

本発明によると、加工負荷に加工用の電力を供給する前に、補助電源回路から補助電圧が印加され、電圧検出回路が検出した電圧に基づいて異常があるか否かが判別される。異常があると判別された時にはまだ加工用の電力が供給されていないので、加工が開始されていない。したがって、被加工物に加工不良が生じる前に接続異常を検出することができる。

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。

第１実施形態に係る加工用電源装置を備えた溶接システムの全体構成を説明するための図である。 第１実施形態に係る異常判別回路の内部構成を説明するための図である。 異常確認処理を説明するためのフローチャートである。 異常確認処理時の各信号などの関係を説明するためのタイムチャートである。 第２実施形態に係る異常判別回路の内部構成を説明するための図である。 第３実施形態に係る加工用電源装置を説明するための図である。

以下、本発明の実施の形態を、本発明に係る加工用電源装置を溶接用の電源装置として用いた場合を例として、図面を参照して具体的に説明する。

図１は、第１実施形態に係る加工用電源装置を備えた溶接システムの全体構成を説明するための図である。

加工用電源装置Ａは、溶接トーチＴに加工用の電力を供給するものである。加工用電源装置Ａの一方の出力端子は、トーチケーブルを介して、溶接トーチＴのワイヤ電極に接続され、他方の出力端子は、被加工物用ケーブルを介して、被加工物Ｗに接続される。加工用電源装置Ａは、溶接トーチＴのワイヤ電極の先端と被加工物Ｗとの間に高電圧を印加してアークを発生させ、アークの熱で被加工物Ｗの溶接を行う。以下では、溶接トーチＴ、被加工物Ｗ、および、これらの間に生じるアークを含めた負荷を「加工負荷」とする。なお、実際の溶接システムには、溶接トーチＴにワイヤ電極を送り出すためのワイヤ送給装置や、溶接トーチＴから放出するためのシールドガスのガスタンク、溶接トーチＴを冷却する冷却水を循環させる冷却水循環装置などを備えている場合もあるが、図への記載や説明を省略している。

図１に示すように、加工用電源装置Ａは、電力変換回路１、電流検出回路２、電圧検出回路３、制御回路４、駆動回路５、操作部６、補助電源回路７、異常判別回路８、および、報知ランプ９を備えている。

電力変換回路１は、電力系統から入力される三相交流電力をアーク溶接に適した直流電力に変換して出力するものである。電力変換回路１に入力される三相交流電力は、整流回路によって直流電力に変換され、インバータ１１によって交流電力に変換される。そして、トランスによって昇圧され、整流回路によって直流電力に変換されて出力される。なお、図１においてはインバータ１１以外の記載を省略している。

インバータ１１は、図示しない２組４個のスイッチング素子を備えた単相インバータであり、駆動回路５から入力される駆動信号に基づいて各スイッチング素子のオンとオフとを切り替えることで、直流電力を交流電力に変換する。インバータ１１は、駆動回路５から駆動信号を入力されていないときは、電力の変換動作を行わず、交流電力を出力しない。したがって、電力変換回路１は、加工負荷に加工用の電力を供給しない。なお、インバータ１１の構成は、上記したものに限定されない。

また、電力変換回路１の構成は、上記したものに限定されない。例えば、電力系統から単相交流電力を入力されるようにしてもよいし、蓄電池から直流電力を入力されるようにしてもよい。また、交流電力を出力するものであってもよい。

電流検出回路２は、加工負荷に流れる電流を検出するものである。電流検出回路２は、電力変換回路１の出力端子と加工用電源装置Ａの出力端子とを接続する内部配線に配置され、当該内部配線を流れる直流電流を検出する。電流検出回路２は、検出した直流電流に基づく電流検出信号Ｉｄを制御回路４に出力する。なお、電流検出回路２の配置場所は限定されず、加工負荷に流れる電流を検出できればよい。

電圧検出回路３は、加工負荷に印加される電圧を検出するものである。電圧検出回路３は、電圧検出線３１，３２を備えている。電圧検出線３１は溶接トーチＴの先端付近に接続され、電圧検出線３２は被加工物Ｗに接続される。電圧検出回路３は、電圧検出線３１，３２を介して、加工負荷に印加される直流電圧を検出する。電圧検出回路３は、検出した直流電圧に基づく電圧検出信号Ｖｄを制御回路４および異常判別回路８に出力する。なお、電圧検出線３１，３２を接続する場所は限定されず、加工負荷に印加される電圧を検出できればよい。ただし、出力電圧などの波形制御を精度よく行うためには、できるだけ、溶接トーチＴのワイヤ電極の先端の近くと、被加工物Ｗの近くに接続した方がよい。

制御回路４は、インバータ１１を制御するものである。制御回路４は、電流検出回路２から入力される電流検出信号Ｉｄおよび電圧検出回路３から入力される電圧検出信号Ｖｄに基づいてＰＷＭ信号を生成して、駆動回路５に出力する。制御回路４は、電流検出信号Ｉｄがあらかじめ設定されている電流設定信号に一致するように、電圧検出信号Ｖｄがあらかじめ設定されている電圧設定信号に一致するようにフィードバック制御を行い、制御信号に基づいてＰＷＭ信号を生成する。なお、制御回路４を例えばマイクロコンピュータなどによって実現し、制御回路４がディジタル制御を行うようにしてもよい。この場合、電流検出信号Ｉｄおよび電圧検出信号ＶｄをＡ／Ｄ変換によりディジタル信号に変換して制御回路４に入力する。

駆動回路５は、インバータ１１を駆動させるものである。駆動回路５は、制御回路４から入力されるＰＷＭ信号を、スイッチング素子を駆動できるレベルに増幅し、駆動信号としてインバータ１１に出力する。また、駆動回路５は、異常判別回路８から入力される異常判別信号Ｌｍが異常があることを示す場合（本実施形態では、ハイレベルの場合）、駆動信号を出力しない。この場合、インバータ１１が電力の変換動作を行わず、交流電力を出力しないので、電力変換回路１は加工負荷に加工用の電力を供給しない。

操作部６は、加工用電源装置Ａの各種操作を行うためのものである。操作部６は、加工用電源装置Ａを起動するための起動スイッチ、および、異常判別信号Ｌｍをリセットするためのリセットスイッチを備えている。作業者によって起動スイッチが押圧された場合、加工用電源装置Ａが起動され、異常確認処理が行われた上でインバータ１１の運転が開始されて、加工負荷に直流電力が供給される。異常確認処理は接続異常を検出するための処理であり、詳細は後述する。異常確認処理において、操作部６は、補助電源回路７および異常判別回路８に起動信号Ｓｔを出力する。本実施形態では、起動信号Ｓｔを出力時にハイレベルになる信号としている。また、作業者によってリセットスイッチが押圧された場合、操作部６は、異常判別回路８にリセット信号Ｒｓを出力する。本実施形態では、リセット信号Ｒｓを出力時にハイレベルになる信号としている。なお、起動信号Ｓｔおよびリセット信号Ｒｓはこれに限られない。なお、異常確認処理を行うための異常確認ボタンを起動スイッチとは別に操作部６に設け、作業者が起動スイッチを押圧する前に異常確認ボタンを押圧するようにしてもよい。

補助電源回路７は、加工負荷に印加する補助電圧を出力するものである。補助電源回路７の２つの出力端子は、電力変換回路１の出力端子と加工用電源装置Ａの出力端子とをそれぞれ接続する２つの内部配線に、それぞれ接続されている。補助電源回路７は、操作部６から起動信号Ｓｔが入力された場合に補助電圧を出力し、２つの内部配線、トーチケーブルおよび被加工物用ケーブルを介して、加工負荷に補助電圧を印加する。本実施形態では、補助電圧を１５Ｖの直流電圧としているが、補助電圧の大きさは限定されない。また、補助電源回路７は、電力系統から入力される交流電力を降圧して直流電力に変換して利用するようにしてもよいし、電力変換回路１内の図示しない整流回路の出力を利用するようにしてもよい。また、蓄電池であってもよい。加工用電源装置Ａに溶着を検出するための補助電源回路が備えられている場合は、これを利用するようにしてもよい。

異常判別回路８は、電圧検出回路３の電圧検出線３１，３２の接続異常があるか否かを判別するものである。異常判別回路８は、操作部６から起動信号Ｓｔが入力された場合に、電圧検出回路３から入力される電圧検出信号Ｖｄに基づいて、接続異常の判別を行う。異常判別回路８は、接続異常があると判別した場合に異常判別信号Ｌｍをハイレベルとして出力する。接続異常がないと判別した場合には、異常判別信号Ｌｍをローレベルのままとする。また、リセット信号Ｒｓを入力された場合に、異常判別信号Ｌｍをハイレベルからローレベルに切り替える。異常判別信号Ｌｍは、駆動回路５および報知ランプ９に出力される。

図２は、第１実施形態に係る異常判別回路８の内部構成を説明するための図である。

図２に示すように、異常判別回路８は、閾値電圧設定回路８１、比較回路８２、および、ラッチ回路８３を備えている。

閾値電圧設定回路８１は、電圧検出回路３から入力される電圧検出信号Ｖｄと比較するための閾値電圧Ｖｒｅｆを設定するものである。比較回路８２は、電圧検出信号Ｖｄと閾値電圧Ｖｒｅｆとを比較するものである。比較回路８２は、操作部６から起動信号Ｓｔが入力されている間（ハイレベルの間）、両者の比較を行い、比較結果を比較信号Ｃｐとして、ラッチ回路８３に出力する。本実施形態では、比較信号Ｃｐを、電圧検出信号Ｖｄが閾値電圧Ｖｒｅｆより小さい場合にハイレベルになり、電圧検出信号Ｖｄが閾値電圧Ｖｒｅｆ以上の場合にローレベルになる信号としている。なお、比較信号Ｃｐはこれに限られない。ラッチ回路８３は、比較結果を保持するためのものである。ラッチ回路８３は、比較回路８２から入力される比較信号Ｃｐと、操作部６から入力されるリセット信号Ｒｓとに基づいて、異常判別信号Ｌｍを出力する。ラッチ回路８３は、比較信号Ｃｐがハイレベルになった場合、リセット信号Ｒｓが入力されるまで、異常判別信号Ｌｍをハイレベルとして出力する。リセット信号Ｒｓが入力されると異常判別信号Ｌｍをローレベルに切り替え、比較信号Ｃｐがハイレベルになるまでローレベルを継続する。なお、異常判別信号Ｌｍはこれに限られない。

異常判別回路８は、アナログ回路として構成してもよいし、マイクロコンピュータなどによってディジタル回路として構成してもよい。ディジタル回路として構成する場合、電圧検出信号ＶｄをＡ／Ｄ変換によりディジタル信号に変換して入力する。

報知ランプ９は、接続異常を作業者に知らせるためのものである。報知ランプ９は、異常判別回路８から入力される異常判別信号Ｌｍがハイレベルである場合（接続異常がある場合）に点灯し、ローレベルである場合（接続異常がない場合）に消灯する。報知ランプ９に代えて、または追加して、ブザーなどの音声で知らせるようにしてもよいし、表示画面上に文字で警告を表示するようにしてもよい。

次に、図３，４を参照して、加工用電源装置Ａの起動時の異常確認処理について説明する。

異常確認処理は、作業者によって起動スイッチが押圧されたときに行われ、電圧検出線３１，３２の断線、接続忘れ、接触不良などの接続異常を検出するための処理である。本実施形態では、加工負荷に補助電圧（例えば、１５Ｖ）を印加して、このとき電圧検出回路３が検出した電圧検出信号Ｖｄと閾値電圧Ｖｒｅｆ（例えば、５Ｖ）とを比較して、電圧検出信号Ｖｄが閾値電圧Ｖｒｅｆより小さい場合に接続異常があると判断する。接続異常がない場合、電圧検出信号Ｖｄとして補助電圧に等しい電圧が検出されるはずである。しかし、接続異常がある場合、電圧検出回路３は加工負荷に印加された補助電圧を検出することができず、電圧検出信号Ｖｄはゼロになる。したがって、検出誤差を考慮して閾値電圧Ｖｒｅｆを設定しておき、電圧検出信号Ｖｄを閾値電圧Ｖｒｅｆと比較することで、接続異常があるか否かを判断することができる。

図３は、異常確認処理を説明するためのフローチャートであり、作業者によって起動スイッチが押圧されたときに開始される。

まず、補助電源回路７が加工負荷に補助電圧を印加し（Ｓ１）、電圧検出回路３が電圧検出信号Ｖｄを検出する（Ｓ２）。次に、電圧検出信号Ｖｄが閾値電圧Ｖｒｅｆより小さいか否かが判別される（Ｓ３）。電圧検出信号Ｖｄが閾値電圧Ｖｒｅｆより小さい場合（Ｓ３：ＹＥＳ）、報知ランプ９によって異常が報知され（Ｓ４）、リセット信号が入力されたか否かが判別される（Ｓ５）。リセット信号が入力されない場合（Ｓ５：ＮＯ）、ステップＳ４に戻り、異常の報知が継続する。作業者は報知ランプ９の点灯により接続異常を認知し、電圧検出線３１，３２の点検を行う。そして、接続異常を解消してから、リセットボタンを押圧する。リセット信号が入力された場合（Ｓ５：ＹＥＳ）、ステップＳ１に戻り、再度補助電圧が印加されて、電圧検出信号Ｖｄと閾値電圧Ｖｒｅｆの比較が行われる（Ｓ１〜Ｓ３）。ステップＳ３において、電圧検出信号Ｖｄが閾値電圧Ｖｒｅｆ以上である場合（Ｓ３：ＮＯ）、インバータ１１の運転が開始され（Ｓ６）、異常確認処理は終了する。なお、異常確認処理の方法は、図３に示すフローチャートに限定されるものではない。

図４は、異常確認処理時の各信号などの関係を説明するためのタイムチャートである。

同図（ａ）は操作部６から出力される起動信号Ｓｔを示しており、同図（ｂ）は補助電源回路７が出力する補助電圧を示しており、同図（ｃ）は電圧検出回路３が検出した電圧検出信号Ｖｄを示している。また、同図（ｄ）は比較回路８２から出力される比較信号Ｃｐを示しており、同図（ｅ）は操作部６から出力されるリセット信号Ｒｓを示しており、同図（ｆ）はラッチ回路８３から出力される異常判別信号Ｌｍを示している。

時刻ｔ１に、作業者によって操作ボタンが押圧されると、時刻ｔ１から時刻ｔ２まで、起動信号Ｓｔがハイレベルになる（図４（ａ）参照）。この間、補助電源回路７が補助電圧を出力し（同図（ｂ）参照）、比較回路８２が電圧検出信号Ｖｄと閾値電圧Ｖｒｅｆとの比較を行う。電圧検出信号Ｖｄが閾値電圧Ｖｒｅｆより小さいので（同図（ｃ）参照）、比較信号Ｃｐはハイレベルになり、異常判別信号Ｌｍもハイレベルになっている（同図（ｄ）、（ｆ）参照）。異常判別信号Ｌｍは、時刻ｔ２を過ぎてもハイレベルが継続され、時刻ｔ３でリセット信号Ｒｓが入力された時にローレベルに切り替わっている（同図（ｅ）、（ｆ）参照）。異常判別信号Ｌｍがハイレベルとなっている時刻ｔ１から時刻ｔ３までの間、報知ランプ９が点灯され、駆動回路５は駆動信号の出力を行えない状態になっている。

時刻ｔ３でリセット信号Ｒｓが入力された後、時刻ｔ４から時刻ｔ５まで、起動信号Ｓｔが再度ハイレベルになる（図４（ａ）参照）。この間、補助電源回路７が補助電圧を出力し（同図（ｂ）参照）、比較回路８２が電圧検出信号Ｖｄと閾値電圧Ｖｒｅｆとの比較を行う。電圧検出信号Ｖｄが閾値電圧Ｖｒｅｆ以上になっているので（同図（ｃ）参照）、比較信号Ｃｐはローレベルのままであり、異常判別信号Ｌｍもローレベルのままである（同図（ｄ）、（ｆ）参照）。異常判別信号Ｌｍがローレベルなので、報知ランプ９は消灯したままであり、駆動回路５は駆動信号の出力が可能な状態になっている。時刻ｔ５以降に制御回路４がＰＷＭ信号の出力を開始し、インバータ１１の運転が開始される。

本実施形態において、接続異常を検出するための異常確認処理は、インバータ１１の運転が開始される前に行われる。したがって、溶接を開始する前に、接続異常を検出することができ、接続異常を解消することができる。これにより、接続異常によって被加工物に加工不良が生じることを防ぐことができる。

なお、本実施形態において、異常判別回路８は電圧検出信号Ｖｄが閾値電圧Ｖｒｅｆより小さい場合に接続異常であると判別するので、起動信号Ｓｔがハイレベルの期間に電圧検出信号Ｖｄが一瞬でも閾値電圧Ｖｒｅｆより小さくなると接続異常と判別される。これを防ぐために、電圧検出信号Ｖｄが閾値電圧Ｖｒｅｆより小さい状態が所定時間以上継続した場合にのみ、接続異常と判別するようにしてもよい。

上記第１実施形態においては、異常判別回路８が接続異常のみを判別しているが、これに限られず、他の異常も判別するようにしてもよい。接続異常に加えて、電圧検出回路３の異常も検出できるようにした場合を、第２実施形態として以下に説明する。

図５は、第２実施形態に係る異常判別回路の内部構成を説明するための図である。同図において、第１実施形態に係る異常判別回路８(図２参照）と同一または類似の要素には、同一の符号を付している。

図５に示す異常判別回路８’は、閾値電圧設定回路８１’、比較回路８２’、および、ＯＲ回路８４をさらに備えている点で、第１実施形態に係る異常判別回路８と異なる。異常判別回路８’は、電圧検出回路３の電圧検出線３１，３２の接続異常、または、電圧検出回路３の異常があるか否かを判別する。

接続異常がない場合でも、電圧検出回路３に異常がある場合、電圧検出回路３は加工負荷に印加された電圧を正しく検出することができない。したがって、加工負荷に補助電圧（例えば、１５Ｖ）を印加しても、電圧検出回路３が検出した電圧検出信号Ｖｄは正しい電圧（１５Ｖ）にならない。したがって、検出誤差を考慮して閾値電圧Ｖｒｅｆ１（例えば、１４Ｖ）および閾値電圧Ｖｒｅｆ２（例えば、１６Ｖ）を設定しておき、電圧検出信号Ｖｄがこの範囲にない場合に、電圧検出回路３に異常があると判断することができる。なお、接続異常がある場合も、電圧検出信号Ｖｄが閾値電圧Ｖｒｅｆ１より小さくなるので、異常があると判断される。

閾値電圧設定回路８１は閾値電圧Ｖｒｅｆ１を設定し、比較回路８２は電圧検出信号Ｖｄが閾値電圧Ｖｒｅｆ１より小さい場合にハイレベルになる比較信号Ｃｐを出力する。また、閾値電圧設定回路８１’は閾値電圧Ｖｒｅｆ２（＞Ｖｒｅｆ１）を設定し、比較回路８２’は電圧検出信号Ｖｄが閾値電圧Ｖｒｅｆ２より大きい場合にハイレベルになる比較信号Ｃｐ’を出力する。ＯＲ回路８４は、比較回路８２から出力される比較信号Ｃｐと比較回路８２’から出力される比較信号Ｃｐ’との論理和信号をラッチ回路８３に出力する。論理和信号は、（Ｖｄ＜Ｖｒｅｆ１）または（Ｖｒｅｆ２＜Ｖｄ）の場合、すなわち、（Ｖｒｅｆ１≦Ｖｄ≦Ｖｒｅｆ２）でない場合に、ハイレベルになる。

第２実施形態においては、接続異常に加えて、電圧検出回路３の異常も検出することができる。また、第１実施形態と同様に、これらの異常を検出するための異常確認処理は、インバータ１１の運転が開始される前に行われる。したがって、溶接を開始する前に異常を検出することができ、異常によって被加工物に加工不良が生じることを防ぐことができる。

なお、第２実施形態において、閾値電圧Ｖｒｅｆ１から閾値電圧Ｖｒｅｆ２までの範囲を広く設定すると、電圧検出回路３の異常を検出できない場合がある。当該範囲をできるだけ狭く設定した方が、電圧検出回路３の異常をより確実に検出することができる。しかし、当該範囲を狭くすると、電圧検出信号Ｖｄの一瞬の変動により異常と判別されてしまう場合がある。これを防ぐために、電圧検出信号Ｖｄが閾値電圧Ｖｒｅｆ１から閾値電圧Ｖｒｅｆ２までの範囲にない状態が所定時間以上継続した場合にのみ、異常と判別するようにしてもよい。

また、電圧検出回路３が異常であっても、電圧検出信号Ｖｄが閾値電圧Ｖｒｅｆ１から閾値電圧Ｖｒｅｆ２までの範囲に偶然入ってしまう場合がある。この場合、電圧検出回路３の異常を検出することができない。このような場合でも、電圧検出回路３の異常を検出することができるようにしたものを、第３実施形態として以下に説明する。

図６は、第３実施形態に係る加工用電源装置を説明するための図である。同図においては、補助電源回路７’および異常判別回路８’のみを記載しており、その他の構成は省略している。また、異常判別回路８’は、第２実施形態に係る異常判別回路８’と同様の構成であるが、閾値電圧設定回路８１、８１’以外の構成の記載を省略している。

図６に示す加工用電源装置Ａ’は、補助電源回路７’が補助電圧を切り替えることができる点で、第２実施形態に係る加工用電源装置Ａと異なる。補助電圧切替回路７１は、補助電源回路７’が出力する補助電圧を切り替える。また、補助電圧切替回路７１は、補助電圧の切替に応じて、閾値電圧設定回路８１、８１’が設定する閾値電圧Ｖｒｅｆ１、閾値電圧Ｖｒｅｆ２を変更する。例えば、補助電圧切替回路７１は、補助電源回路７’に第１の補助電圧（例えば、１５Ｖ）を出力させるときには、閾値電圧設定回路８１、８１’にそれぞれ閾値電圧Ｖｒｅｆ１（例えば、１４Ｖ）、閾値電圧Ｖｒｅｆ２（例えば、１６Ｖ）を設定させ、補助電源回路７’に第２の補助電圧（例えば、２０Ｖ）を出力させるときには、閾値電圧設定回路８１、８１’にそれぞれ閾値電圧Ｖｒｅｆ１’（例えば、１９Ｖ）、閾値電圧Ｖｒｅｆ２’（例えば、２１Ｖ）を設定させる。

これにより、補助電源回路７’が第１の補助電圧を出力したときには電圧検出回路３の異常を検出できなくても、補助電源回路７’が第２の補助電圧を出力したときには電圧検出回路３の異常を検出することができる。

なお、上記第１ないし第３実施形態においては、本発明に係る加工用電源装置を溶接システムに用いた場合について説明したが、これに限られない。本発明は、溶接システム以外の加工システムの電源装置にも適用することができる。例えば、トーチの先端にプラズマを発生させて被加工物を切断するプラズマ切断システムや、トーチの先端に発生させたアークの熱と圧縮空気の噴射を利用して溝掘りを行うエアアークガウジングシステムなどの電源装置にも、本発明を適用することができる。

本発明に係る加工用電源装置、当該加工用電源装置を備えた溶接システム、および、異常検出方法は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る加工用電源装置、当該加工用電源装置を備えた溶接システム、および、異常検出方法の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

Ａ，Ａ’ 加工用電源装置
１ 電力変換回路
１１ インバータ
２ 電流検出回路
３ 電圧検出回路
４ 制御回路
５ 駆動回路（電力供給阻止手段）
６ 操作部（異常確認手段）
７，７’ 補助電源回路
７１ 補助電圧切替回路
８，８’ 異常判別回路
８１，８１’ 閾値電圧設定回路
８２，８２’ 比較回路
８３ ラッチ回路
８４ ＯＲ回路
９ 報知ランプ（報知手段）

Claims (11)

1. 加工負荷に加工用の電力を供給する加工用電源装置であって、
   前記加工負荷に印加される電圧を検出する電圧検出回路と、
   前記加工負荷に補助電圧を印加する補助電源回路と、
   前記電圧検出回路が検出した電圧に基づいて異常があるか否かを判別する異常判別手段と、
   前記加工負荷に加工用の電力を供給する前に、前記補助電源回路から補助電圧を印加し、前記異常判別手段に異常があるか否かの判別をさせる異常確認手段と、
   を備えていることを特徴とする加工用電源装置。
2. 前記異常判別手段は、前記電圧検出回路が検出した電圧が所定電圧より小さい場合に異常があると判別する、
   請求項１に記載の加工用電源装置。
3. 前記異常判別手段は、前記電圧検出回路が検出した電圧が所定電圧より小さい状態が所定時間以上継続した場合に異常があると判別する、
   請求項１に記載の加工用電源装置。
4. 前記異常判別手段は、前記電圧検出回路が検出した電圧が所定の電圧範囲内にない場合に異常があると判別する、
   請求項１に記載の加工用電源装置。
5. 前記補助電源回路は、電圧を切り替えて出力し、
   前記異常判別手段は、前記補助電源回路の出力電圧の切り替えに応じて前記所定の電圧範囲を切り替える、
   請求項４に記載の加工用電源装置。
6. 前記異常判別手段が異常があると判別した場合、前記加工負荷に加工用の電力が供給されることを阻止する電力供給阻止手段をさらに備えている、
   請求項１ないし５のいずれかに記載の加工用電源装置。
7. 前記異常判別手段が異常があると判別した場合、異常があることを報知する報知手段をさらに備えている、
   請求項１ないし６のいずれかに記載の加工用電源装置。
8. 外部から入力される電力を加工用の電力に変換して前記加工負荷に出力する電力変換回路と、
   前記電圧検出回路が検出した電圧の波形が所定の波形になるように制御するための制御信号を生成する制御手段と、
   をさらに備え、
   前記電力変換回路は、前記制御手段が生成した制御信号に基づいて電力の変換を行う、
   請求項１ないし７のいずれかに記載の加工用電源装置。
9. 被加工物との間でアークを発生させて溶接を行う溶接トーチに電力を供給する、
   請求項１ないし８のいずれかに記載の加工用電源装置。
10. 請求項９に記載の加工用電源装置と、
    前記溶接トーチと、
    を備えていることを特徴とする溶接システム。
11. 加工負荷に加工用の電力を供給する加工用電源装置の異常を検出する異常検出方法であって、
    前記加工負荷に加工用の電力を供給する前に、補助電圧を印加する第１の工程と、
    前記加工負荷に印加される電圧を検出する第２の工程と、
    前記第２の工程で検出された電圧に基づいて異常があるか否かを判別する第３の工程と、
    を備えていることを特徴とする異常検出方法。

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