JP6654400B2 - Apparatus, program, and method for detecting change in state of workpiece, and processing apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、被処理物の状態変化を検出する装置、プログラム、および方法、ならびに処理装置に関し、特に、混合、混練、撹拌などの処理中の被処理物の状態変化を検出する技術に関する。 The present invention relates to an apparatus, a program, and a method for detecting a change in state of an object to be processed, and a processing apparatus, and more particularly to a technique for detecting a change in state of an object to be processed during processing such as mixing, kneading, and stirring.
被処理物の一例であるパン生地等の半固体状態の食品材料の製造には、遊星運動を利用した混練装置が多用されている。ここで、遊星運動は、例えば、直径の大きい大歯車と直径の小さい小歯車とを噛み合わせ、小歯車を大歯車の外周に沿って移動させたとき、小歯車が自転しながら大歯車の周りを公転する運動である。遊星運動を利用する混練装置は、遊星運動する小歯車の回転軸に取り付けられた混練部材(例えば混練羽)が混練部材の自転中心の位置を変えながら容器内のパン生地などの被処理物を混練するよう構成されている。 2. Description of the Related Art A kneading apparatus using planetary motion is frequently used for manufacturing a semi-solid food material such as bread dough, which is an example of an object to be processed. Here, the planetary motion is, for example, when a large gear and a small gear are engaged with each other and the small gear is moved along the outer periphery of the large gear, the small gear rotates around the large gear while rotating. It is a movement to revolve. In a kneading apparatus using planetary motion, a kneading member (for example, kneading blades) attached to the rotation shaft of a small gear that moves in a planetary motion kneads an object to be processed such as bread dough in a container while changing the position of the center of rotation of the kneading member. It is configured to be.
このような遊星運動を利用した混練装置では、混練部材の自転中心が移動するため、混練部材の自転中心が移動しない通常の混練装置と比べて、容器内の被処理物が効率よく混練される。 In the kneading apparatus utilizing such planetary motion, since the rotation center of the kneading member moves, the object to be processed in the container is efficiently kneaded as compared with a normal kneading apparatus in which the rotation center of the kneading member does not move. .
しかしながら、被処理物の混練などの処理では、被処理物の状態に応じて被処理物に作用させる力加減を変えたり処理を止めたりするタイミングを判断する必要がある。 However, in a process such as kneading of an object to be processed, it is necessary to determine a timing of changing a force applied to the object to be processed or stopping the process in accordance with a state of the object to be processed.
例えば、パン生地の混練では、練りが不足すると弾力の少ない硬いパンとなり、逆に練り過剰だとケーキのような軟らかいパンとなる。従って、混練処理をいつ止めるかはパン造りで重要な点である。 For example, when kneading bread dough, if the kneading is insufficient, a hard bread having low elasticity is obtained, and if the kneading is excessive, a soft bread like a cake is obtained. Therefore, when to stop the kneading process is an important point in bread making.
このようなパン生地の混練装置には、業務用混練機などの、混練される生地の状態を外部から観察できないものもあり、このような業務用混練機では、職人の経験と勘をもってしても、常に最適な仕上がり状態で混練機の運転を停止するのは困難である。このため、混練途中で混練機の運転を一度停止して生地の仕上がり具合を調べている。しかしながら、このように混練機の運転を一旦停止して生地の仕上がり具合を調べるようにすると、混練機の運転効率や混練作業の効率が悪くなり、さらに混練機の運転と停止との繰り返しによって生地が痛み、品質の劣化を招く恐れがあった。 Such bread dough kneading equipment, such as commercial kneading machines, may not be able to observe the state of the dough to be kneaded from the outside, such a commercial kneading machine, even with the experience of craftsmen and intuition It is difficult to always stop the operation of the kneading machine in an optimum finishing state. For this reason, the operation of the kneading machine is temporarily stopped during kneading to check the finished condition of the dough. However, if the operation of the kneading machine is temporarily stopped to check the finished state of the dough, the operation efficiency of the kneading machine and the efficiency of the kneading work deteriorate, and the dough is repeatedly operated and stopped. However, there was a risk of causing pain and deterioration of quality.
このようなことから、混練される生地の混練状態を外部より観察できるようにするための工夫が行われており、混練機の消費電力や負荷トルクに基づいて混練される生地の混練状態を検出する方法が考えられている。 For this reason, a device has been devised so that the kneading state of the dough to be kneaded can be observed from the outside, and the kneading state of the dough to be kneaded is detected based on the power consumption and load torque of the kneading machine. There is a way to do that.
例えば、特許文献1には、パン生地等の状態変化を混練機の駆動モータの負荷から抽出される特徴的パターンによって表示するものが開示されている。
For example,
しかしながら、混練機で消費される電力波形は、混練部材が被処理物に作用するときと混練部材が被処理物に作用しないときとの電力差により振動的な波形となるので、この電力波形は平均化等の統計処理を施して平坦な電力波形に変換される。このため、被処理物の状態を検出するために用いる電力波形は、混練部材が被処理物に作用していない状態での電力(無負荷電力)の変動分を含むこととなり、混練機で消費される電力波形から、混練される被処理物の状態を正確に検出することができない。 However, the power waveform consumed by the kneading machine is an oscillating waveform due to a power difference between when the kneading member acts on the workpiece and when the kneading member does not act on the workpiece. Statistical processing such as averaging is performed to convert to a flat power waveform. For this reason, the power waveform used for detecting the state of the object to be processed includes a fluctuation of the power (no-load power) when the kneading member is not acting on the object to be processed, and is consumed by the kneading machine. It is not possible to accurately detect the state of the object to be kneaded from the power waveform to be kneaded.
特許文献1に開示の被処理物の状態変化を検出する手法も、混練機負荷の平均的な変動傾向を見るものであり、従って、パン生地等の原材料の性状の正確な判定及びモニタリングができるまでには至っていない。
The method of detecting a change in the state of a material to be processed disclosed in
また、混練機の駆動軸の歪を測定するトルクメータなどを使用して原料(被処理物)の状態変化を検出する方法も考えられるが、この方法は、混練機の大幅な改造を必要とし、既存の混練機に簡単に適用することができない。 A method of detecting a change in the state of the raw material (object to be processed) using a torque meter or the like for measuring the distortion of the drive shaft of the kneading machine may be considered, but this method requires a significant modification of the kneading machine. , Cannot be easily applied to existing kneading machines.
本発明は、処理される被処理物の状態変化を簡単な構成により高精度に検出することができる装置、プログラム、および方法、ならびにその装置を用いた処理装置を得ることを目的とする。 An object of the present invention is to provide an apparatus, a program, and a method capable of detecting a state change of an object to be processed with a simple configuration with high accuracy, and a processing apparatus using the apparatus.
本発明に係る装置は、被処理物の状態変化を検出する装置であって、該被処理物を容器内で処理する1以上の処理部材を駆動する駆動源の消費電流の周波数解析を行う手段と、該周波数解析により得られた該消費電流のパワースペクトルを示す情報から、該1以上の処理部材が該容器に最接近する作用周波数のM/N(M、Nは所与の正の整数)倍の周波数に対応するパワースペクトル値を抽出する手段と、抽出した該パワースペクトル値の時系列での変化に基づいて該被処理物の状態変化を検出する手段とを備え、そのことにより上記目的が達成される。 An apparatus according to the present invention is an apparatus for detecting a change in the state of an object to be processed, and a means for performing frequency analysis of current consumption of a driving source for driving one or more processing members for processing the object in a container. And information indicating the power spectrum of the consumed current obtained by the frequency analysis, the M / N (M and N are given positive integers) of the working frequency at which the one or more processing members are closest to the container. Means for extracting a power spectrum value corresponding to twice the frequency, and means for detecting a change in the state of the object to be processed based on a change in the extracted power spectrum value in time series, whereby Objective is achieved.
本発明の1つの実施形態では、前記M/N(M、Nは所与の正の整数)は、前記被処理物の種類に応じて決定される比率であってもよい。 In one embodiment of the present invention, the M / N (M and N are given positive integers) may be a ratio determined according to a type of the workpiece.
本発明の1つの実施形態では、前記被処理物に対する処理は、該被処理物の混合、混練、および撹拌のうちの少なくとも1つの処理を含んでもよい。 In one embodiment of the present invention, the treatment on the object may include at least one of mixing, kneading, and stirring of the object.
本発明の1つの実施形態では、前記1以上の処理部材は、前記容器内で公転運動するとともに自転運動してもよい。 In one embodiment of the present invention, the one or more processing members may revolve and rotate in the container.
本発明の1つの実施形態では、前記1以上の処理部材の自転方向は、該1以上の処理部材の公転方向と異なる方向であってもよい。 In one embodiment of the present invention, the rotation direction of the one or more processing members may be different from the revolution direction of the one or more processing members.
本発明の1つの実施形態では、前記1以上の処理部材の自転方向は、該1以上の処理部材の公転方向と同じ方向であってもよい。 In one embodiment of the present invention, the rotation direction of the one or more processing members may be the same as the revolving direction of the one or more processing members.
本発明の1つの実施形態では、前記作用周波数は、(前記1以上の処理部材の1分間当たりの公転回数)×(該1以上の処理部材の各々の公転1回当たりの、該1以上の処理部材の各々が前記容器に最接近する回数)×(該1以上の処理部材の個数)/60であってもよい。 In one embodiment of the present invention, the working frequency is (the number of revolutions of the one or more processing members per minute) × (the one or more of the one or more processing members per revolution). The number of times each of the processing members comes closest to the container) × (the number of the one or more processing members) / 60.
本発明に係るプログラムは、被処理物の状態変化を検出する処理をコンピュータにより実行するためのプログラムであって、該プログラムは、該被処理物を容器内で処理する1以上の処理部材を駆動する駆動源の消費電流の周波数解析を行うことと、該周波数解析により得られた該消費電流のパワースペクトルを示す情報から、該1以上の処理部材が該容器に最接近する作用周波数のM/N(M、Nは所与の正の整数)倍の周波数に対応するパワースペクトル値を抽出することと、抽出した該パワースペクトル値の時系列での変化に基づいて該被処理物の状態変化を検出することとを少なくとも実行することを該コンピュータに行わせ、そのことにより上記目的が達成される。 A program according to the present invention is a program for executing, by a computer, a process of detecting a change in the state of an object to be processed, the program driving one or more processing members that process the object in a container. The frequency analysis of the current consumption of the driving source to be performed and the information indicating the power spectrum of the current consumption obtained by the frequency analysis show the M / M of the working frequency at which the one or more processing members are closest to the container. Extracting a power spectrum value corresponding to N times (M and N are given positive integers) times, and changing the state of the object to be processed based on a change in the extracted power spectrum value in a time series. And causing the computer to perform at least the steps of:
本発明に係る方法は、被処理物の状態変化を検出する方法であって、該被処理物を容器内で処理する1以上の処理部材を駆動する駆動源の消費電流の周波数解析を行うことと、該周波数解析により得られた該消費電流のパワースペクトルを示す情報から、該1以上の処理部材が該容器に最接近する作用周波数のM/N(M、Nは所与の正の整数)倍の周波数に対応するパワースペクトル値を抽出することと、抽出した該パワースペクトル値の時系列での変化に基づいて該被処理物の状態変化を検出することとを含み、そのことにより上記目的が達成される。 A method according to the present invention is a method for detecting a state change of an object to be processed, wherein a frequency analysis of a current consumption of a drive source for driving one or more processing members for processing the object in a container is performed. And information indicating the power spectrum of the consumed current obtained by the frequency analysis, the M / N (M and N are given positive integers) of the working frequency at which the one or more processing members are closest to the container. ) Extracting a power spectrum value corresponding to twice the frequency, and detecting a change in the state of the object to be processed based on a change in the extracted power spectrum value in time series, and thereby, Objective is achieved.
本発明に係る処理装置は、被処理物を処理する処理装置であって、該被処理物を収容するための容器と、該被処理物を処理する1以上の処理部材と、該1以上の処理部材を駆動する駆動源と、上記本発明の装置とを備え、該装置が、該処理装置により処理される該被処理物の状態変化を検出するようにしたものであり、そのことにより上記目的が達成される。 The processing apparatus according to the present invention is a processing apparatus for processing an object to be processed, a container for accommodating the object to be processed, one or more processing members for processing the object to be processed, and the one or more processing members. A drive source for driving the processing member, and the apparatus of the present invention, wherein the apparatus detects a change in the state of the workpiece to be processed by the processing apparatus. Objective is achieved.
本発明の1つの実施形態では、前記処理装置は、前記駆動源に駆動電流を供給する駆動部と、前記装置により検出された、該処理装置により処理される前記被処理物の状態変化に応じて、該駆動部を制御する制御部とをさらに備えてもよい。 In one embodiment of the present invention, the processing device includes a driving unit that supplies a driving current to the driving source, and a driving unit that responds to a change in a state of the processing target processed by the processing device, which is detected by the device. And a control unit for controlling the driving unit.
以上のように、本発明によれば、処理される被処理物の状態変化を簡単な構成により高精度に検出することができる装置、プログラム、および方法、ならびにその装置を用いた処理装置を実現することができる。 As described above, according to the present invention, an apparatus, a program, and a method capable of detecting a change in state of an object to be processed with a simple configuration with high accuracy, and a processing apparatus using the apparatus are realized. can do.
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態1による混練装置100の構成の一例を示す。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows an example of the configuration of a
図1に示される混練装置100は、1以上の処理部材により被処理物を混練するように構成されている。ここで、被処理物は、例えば、パン生地である。ただし被処理物はパン生地に限定されるものではなく、クッキー生地、ハンバーグ生地等の混練される他の食品材料であってもよい。このような食品材料は、水と小麦粉などとを混ぜて練り合わせることにより製造される。
The kneading
混練装置100は、被処理物104aの混練が行われる混練装置本体100aと、混練装置本体100aを操作者が操作するための操作部100dと、混練装置本体100aに設けられた駆動源に駆動電流を供給する駆動部100bと、操作部100dからの操作信号Osに基づいて駆動部100bを制御する制御部100cと、混練装置本体100aの駆動源で消費される消費電流を検出する電流センサ40と、検出された消費電流に基づいて、混練される被処理物104aの状態変化を検出する装置(以下、状態検出装置という。)10とを有する。
The kneading
ここで、混練装置本体100aは、被処理物104aを収容する容器104を有する。容器104内には、1以上の処理部材として2つの混練部材105aおよび105bが設けられている。混練装置本体100aの駆動源は、駆動部100bからのモータ駆動電流Dc1により混練部材105aおよび105bを公転させる公転用モータ101と、駆動部100bからのモータ駆動電流Dc2により混練部材105aおよび105bを自転させる自転用モータ102とを含む。混練装置本体100aは、筐体(図示せず)に対して回転可能に支持された回転筐体103をさらに有する。回転筐体103には、回転筐体103の回転により混練部材105aおよび105bが公転し、かつ回転筐体103に対して混練部材105aおよび105bが自転可能となるよう、混練部材105aおよび105bが支持されている。
Here, the kneading apparatus
また、電流センサ40は、混練装置本体100aの公転用モータ101に供給されるモータ駆動電流Dc1および自転用モータ102に供給されるモータ駆動電流Dc2に基づいて混練装置100で消費される消費電流を検出し、消費電流を示す消費電流信号Csを出力する。状態検出装置10は、消費電流信号Csに基づいて混練装置100での消費電流を解析することにより、混練装置100により混練される被処理物104aの状態変化を定量的に検出する。
The
以下、状態検出装置10の具体的構成の一例として、コンピュータにより構成されたものを説明する。ただし、状態検出装置10は、混練装置本体100aでの消費電流に基づいて被処理物104aの状態変化を検出する機能を達成する限り、コンピュータ以外の他の構成で実現してもよい。
Hereinafter, as an example of a specific configuration of the
図2は、図1に示される状態検出装置10の具体的構成の一例を示す。
FIG. 2 shows an example of a specific configuration of the
状態検出装置10は、電流センサ40からの消費電流信号Csの解析により被処理物の状態変化を検出するコンピュータ10aと、コンピュータ10aに情報を入力するための入力装置13aと、コンピュータ10aからの情報を出力するための出力装置14aとを有する。コンピュータ10aは、プロセッサ11と、メモリ12と、入力IF13と、出力IF14とを含む。プロセッサ11とメモリ12と入力IF13と出力IF14とは、データバス15を介して相互に接続されている。入力IF13には、電流センサ40が接続されており、さらにキーボード、マウス、タッチパネル、スキャナなどの入力装置13aが接続され得る。出力IF14には、液晶ディスプレイなどの表示装置が出力装置14aとして接続されている。
The
ここで、メモリ12には、プロセッサ11に電流センサ40から出力される消費電流信号Csの解析を行わせるプログラムが格納されており、プロセッサ11は、メモリ12に格納されているプログラムにより消費電流信号Csの解析処理を実行する。
Here, a program that causes the
次に混練装置100の動作を説明する。
Next, the operation of the
操作者により操作部100dの混練開始スイッチ(図示せず)がオンされると、操作部100dからの操作信号Osに基づいて制御部100cから駆動部100bに駆動制御信号Dsが出力される。駆動部100bは、駆動制御信号Dsに基づいて混練装置本体100aの公転用モータ101および自転用モータ102にそれぞれモータ駆動電流Dc1およびDc2を供給する。
When the kneading start switch (not shown) of the
混練装置100の駆動状態では、駆動部100bから混練装置本体100aの公転用モータ101、自転用モータ102にそれぞれモータ駆動電流Dc1、Dc2が供給されているので、電流センサ40は、これらのモータ駆動電流Dc1、Dc2を検出し、混練装置100で消費されている消費電流を示す消費電流信号Csを状態検出装置10に出力する。
In the driving state of the
状態検出装置10に含まれるコンピュータ10aでは、消費電流信号Csが入力IF13およびデータバス15を介してプロセッサ11に入力されると、プロセッサ11はこの消費電流信号Csに対する電流解析処理を行う。
In the
図3は、状態検出装置10が行う処理をフローチャートで示す。
FIG. 3 is a flowchart illustrating a process performed by the
(ステップS1)
まず、プロセッサ11に、電流センサ40の出力である消費電流信号Cs(図4参照)が入力されると、プロセッサ11は、電流センサ40からの消費電流信号Csを例えばサンプリング周期200Hzでサンプリングする。なお、図4では、実線の縦軸Aに振幅をとり、実線の斜め軸Tに時間をとった2次元座標に、消費電流信号Csが示されている。
(Step S1)
First, when the current consumption signal Cs (see FIG. 4) output from the
(ステップS2)
プロセッサ11は、得られた消費電流信号Csのサンプリングデータをメモリ12に記録する。
(Step S2)
The
(ステップS3)
続いて、プロセッサ11は、メモリ12に記録した消費電流信号Csのサンプリングデータを図4に示すように、5秒毎に高速フーリエ変換アルゴリズムで周波数変換する。なお、消費電流信号Csのサンプリングデータに対する周波数変換の周期は5秒に限定されず、任意に設定することができる。
(Step S3)
Subsequently, the
プロセッサ11は、図4に示すように、消費電流信号Csのサンプリングデータの周波数変換により、消費電流の5秒ごとのパワースペクトル情報G1〜G4を取得してメモリ12に記録する。図4では、消費電流信号Csを、時間t0〜t1、時間t1〜t2、時間t2〜t3、時間t3〜t4のそれぞれの5秒間毎に周波数変換して得られるパワースペクトル情報G1〜G4が3次元座標に示されている。この3次元座標では、点線の縦軸Pがパワーを示し、実線の斜め軸Tが時間を示し、点線の横軸Fが周波数を示す。
As illustrated in FIG. 4, the
(ステップS4)
次に、プロセッサ11は、作用周波数Faの所定倍の周波数に対応するパワースペクトル値を抽出する。
(Step S4)
Next, the
ここで、作用周波数Fa(Hz)は、1秒間に混練部材の先端が容器内壁に最接近する(あるいは容器内壁に当たる)回数であり、次式(1)で算出される。 Here, the operation frequency Fa (Hz) is the number of times that the tip of the kneading member comes closest to the inner wall of the container (or hits the inner wall of the container) in one second, and is calculated by the following equation (1).
作用周波数
=公転速度(rpm)×自転係数×混練部材の数/60 ・・・(1)
ここで、自転係数は、混練部材の公転1回転における混練部材の先端が容器内壁に最接近する(あるいは容器内壁に当たる)回数である。
Working frequency = revolution speed (rpm) × rotation coefficient × number of kneading members / 60 (1)
Here, the rotation coefficient is the number of times the tip of the kneading member comes closest to the inner wall of the container (or hits the inner wall of the container) in one revolution of the kneading member.
例えば、混練部材の個数が2である場合、公転速度を84(rpm)とし、自転係数を2.9333とすると、作用周波数は8.213(Hz)=84×2.9333×2/60となる。 For example, when the number of kneading members is 2, the revolving speed is set to 84 (rpm), and the rotation coefficient is set to 2.9333, the operation frequency is 8.213 (Hz) = 84 × 2.9333 × 2/60. Become.
ただし、式(1)は、1以上の混練部材の各々が容器内壁に最接近する(あるいは容器内壁に当たる)先端(以下、羽根という。)を1つだけ有する場合の作用周波数を算出するものであり、1以上の混練部材の少なくとも1つが複数の羽根を有する場合の作用周波数は、次式(2)で算出される。 However, equation (1) is used to calculate the operating frequency when each of the one or more kneading members has only one tip (hereinafter, referred to as a blade) that comes closest to the inner wall of the container (or hits the inner wall of the container). The operating frequency when at least one of the one or more kneading members has a plurality of blades is calculated by the following equation (2).
作用周波数
=公転速度(rpm)×自転係数
×混練装置に含まれる1以上の混練部材における羽根の総数/60 ・・・(2)
作用周波数の所定倍の周波数は、作用周波数のM/N倍(M、Nは任意の正の整数)の周波数であり、被処理物の種類に応じて、被処理物の処理状態の変化に対するノイズマージンが最大となる周波数、つまり、消費電流信号Csに対応するパワースペクトル値から被処理物の処理状態の変化を高い精度で検出可能な周波数に適宜設定される。また、作用周波数の所定倍の周波数を2つ以上用いた方が、作用周波数の所定倍の周波数を1つだけ用いる場合に比べて、消費電流信号Csに対応するパワースペクトル値から被処理物の処理状態の変化をより高い精度で検出可能である場合は、作用周波数の所定倍の周波数として2つ以上の周波数を用いてもよい。ここでは、例えば、作用周波数Faの1/2倍、1倍、3/2倍、2倍の周波数のうちの少なくとも1つのパワースペクトル値が用いられる。
Working frequency = revolution speed (rpm) × rotation coefficient × total number of blades in one or more kneading members included in the kneading apparatus / 60 (2)
The frequency that is a predetermined multiple of the operation frequency is a frequency that is M / N times the operation frequency (M and N are arbitrary positive integers), and is used for changing the processing state of the processing object according to the type of the processing object. The frequency at which the noise margin is maximized, that is, a frequency at which a change in the processing state of the processing target can be detected with high accuracy from the power spectrum value corresponding to the current consumption signal Cs is appropriately set. In addition, when two or more frequencies that are predetermined times the operation frequency are used, compared to the case where only one frequency that is the predetermined times the operation frequency is used, the power spectrum value corresponding to the current consumption signal Cs is used. When a change in the processing state can be detected with higher accuracy, two or more frequencies may be used as the predetermined multiple of the operation frequency. Here, for example, at least one of the power spectrum values of 1/2, 1/3, and 2 times the working frequency Fa is used.
(ステップS5)
次に、プロセッサ11は、抽出したパワースペクトル値の時系列での変化に基づいて被処理物104aの状態変化を検出する。例えば、図4に示すように、時刻t0〜t1の5秒間と次の時刻t1〜t2の5秒間とでは、作用周波数Faの1/2倍、1倍、3/2倍、2倍のいずれの周波数のパワースペクトル値にも変化はないが、時刻t1〜t2の5秒間に比べて次の時刻t2〜t3の5秒間では、作用周波数Faの1/2倍、1倍、3/2倍、2倍のいずれの周波数のパワースペクトル値も増大している。また、時刻t2〜t3の5秒間と次の時刻t3〜t4の5秒間とでは、作用周波数Faの1/2倍、1倍、3/2倍、2倍のいずれの周波数のパワースペクトル値にも変化はない。
(Step S5)
Next, the
この場合、時刻t1〜t2の5秒間と次の時刻t2〜t3の5秒間との間でのパワースペクトル値の変化を、作用周波数Faの1/2倍、1倍、3/2倍、2倍の周波数のうちの少なくとも1つで求めることで、被処理物の状態変化を定量化することができる。例えば、作用周波数Faの1倍の周波数のパワースペクトル値が、図4に示すように、時刻t1〜t2の5秒間と次の時刻t2〜t3の5秒間との間で、値P2から値P3に増加した場合、ΔP=(P3−P2)の値により被処理物104aの状態変化を定量化することができる。
In this case, the change in the power spectrum value between 5 seconds from time t1 to t2 and 5 seconds from the next time t2 to t3 is 1 / times, 1 time, 3/2 times, 2 times, or 2 times the operation frequency Fa. The change in the state of the object to be processed can be quantified by obtaining at least one of the doubled frequencies. For example, as shown in FIG. 4, the power spectrum value of the frequency which is one time of the action frequency Fa is changed from the value P2 to the value P3 between 5 seconds from the time t1 to t2 and 5 seconds from the next time t2 to t3. , The change in the state of the
プロセッサ11はこのような処理部材の状態変化を示す情報を、出力IF14を介して出力装置14aである表示装置に表示することにより操作者に知らせることができる。
The
操作者は、このような被処理物の状態変化が検出されたときは、混練装置の動作状態を、被処理物に対する処理が被処理物の状態に応じた処理となるように変更する。 When such a change in the state of the workpiece is detected, the operator changes the operation state of the kneading apparatus so that the processing on the workpiece is processing according to the state of the workpiece.
以下、操作者が、混練装置100の動作モードを変更することにより、または、動作モードでの動作条件(自転係数)を変更することにより、混練装置100での被処理物の混練処理を変更する方法を説明する。
Hereinafter, the operator changes the kneading process of the object to be processed in the
図5は、図1に示す混練装置100の2つの動作モードを説明する図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating two operation modes of the
ここで、混練装置100の動作モードには、図5(a)に矢印で示すように、混練部材105a、105bの自転方向と混練部材105a、105bの公転方向とが異なる動作モード(r動作)と、図5(b)に矢印で示すように、混練部材105a、105bの自転方向と混練部材105a、105bの公転方向とが同じである動作モード(Q動作)とがある。r動作では混練部材105aの先端Eaは図6(a)に示す軌跡Taを描き、Q動作では混練部材105aの先端Eaは図6(b)に示す軌跡Tbを描く。なお、図6(a)、図6(b)中、C0は混練部材105aの公転の中心であり、公転の中心C0は容器の内周の中心と一致している。Trcは混練部材105aの自転中心が移動する円形経路である。Trdは、容器104の内周、つまり容器内壁104bから20mm離れた位置を示す仮想円である。
Here, in the operation mode of the
例えば、r動作では、Q動作に比べて、混練部材105aの先端Eaは、容器内壁104bに対してその法線方向Lrにより近い角度から容器内壁に近づく。逆に、Q動作では、r動作に比べて、混練部材105aの先端Eaは、容器内壁104bに対してその接線方向Lqにより近い角度から容器内壁に近づく。
For example, in the r operation, the tip Ea of the kneading
従って、r動作では、混練部材105a、105bが被処理物104を容器の内壁104bに押さえ付けて変形させるずり変形を被処理物104に与えやすくなり、Q動作では、混練部材105a、105bが被処理物104を容器内壁104bの接線方向に飛ばしやすくなる。また、r動作あるいはQ動作で、自転係数を調整することにより、被処理物に与えるずり変形の程度、あるいは被処理物を接線方向に飛ばす勢いなどを調整することができる。
Therefore, in the r operation, the kneading
なお、このように混練部材105aの先端Eaが容器内壁104bに近づくときの角度は、作用角度とした以下のとおり定義される。
The angle at which the tip Ea of the kneading
以下、作用角度の定義を具体的に説明する。 Hereinafter, the definition of the operation angle will be specifically described.
図7は、作用角度を説明するための図であり、図7(a)は、図6(a)のR部分を拡大し、図7(b)は、自転係数Naと作用角度Kとの関係を示す。 7A and 7B are diagrams for explaining the operation angle. FIG. 7A is an enlarged view of a portion R in FIG. 6A, and FIG. 7B is a graph showing the relationship between the rotation coefficient Na and the operation angle K. Show the relationship.
例えば、作用角度Kは、図7(a)に示すように、混練部材105aの先端Eaの軌跡Ta上の点Paと、容器104の内壁104a上の点Pbとを結ぶ直線Laが、容器104の内壁104a上の点Pbでの内壁104bの接線Lbに対してなす角度として定義される。ここで、軌跡Ta上の点Paは、混練部材105aの先端Eaが容器104の内壁104bまで20mmに接近する点である。容器104の内壁104a上の点Pbは、混練部材105aの先端Eaの軌跡Taが最も容器104の内壁104aに近づく点である。なお、図7(a)中の点Prは、混練部材105aの先端Eaが最も容器内壁104bに近づいたときの先端Eaの位置を示す。
For example, as shown in FIG. 7A, the working angle K is a straight line La connecting a point Pa on the trajectory Ta of the tip Ea of the kneading
なお、Q動作における作用角度もr動作における作用角度と同様に定義される。また、混練部材105bの先端Ebも混練部材105aの先端Eaと同じ軌跡を描き、混練部材105bの作用角度も混練部材105aと同様に定義される。
The operation angle in the Q operation is also defined in the same manner as the operation angle in the r operation. The tip Eb of the kneading
また、作用角度は、動作モードあるいは自転係数を変えることにより変更することができる。例えば、r動作においては、図7(b)のグラフJ1で示すように、自転係数Naが増大するにつれて作用角度Kが減少し、Q動作においては、図7(b)のグラフJ2で示すように、自転係数Naが増大するにつれて作用角度Kが増大する。ここで、作用角度Kが急激に変化する自転係数Naの範囲は5以下の範囲である。 Further, the working angle can be changed by changing the operation mode or the rotation coefficient. For example, in the r operation, as shown by the graph J1 in FIG. 7B, the action angle K decreases as the rotation coefficient Na increases, and in the Q operation, as shown by the graph J2 in FIG. 7B. Meanwhile, the working angle K increases as the rotation coefficient Na increases. Here, the range of the rotation coefficient Na in which the action angle K changes rapidly is 5 or less.
従って、操作者は、被処理物の状態変化に応じて、混練装置の動作モードをr動作かQ動作のいずれかに設定し、さらに設定した動作モードで自転係数Naを調整することにより作用角度Kを所望の角度に調整し、これにより、被処理物に対する混練部材105a、105bによる処理(例えば、混練部材105a、105bが被処理物104aに与えるずり変形の強さなど)を被処理物の状態に応じたものにすることができる。
Therefore, the operator sets the operation mode of the kneading apparatus to either the r operation or the Q operation in accordance with the change in the state of the object to be processed, and further adjusts the rotation coefficient Na in the set operation mode to thereby set the operation angle. K is adjusted to a desired angle, whereby the processing of the object to be processed by the kneading
このように本実施形態1による検出装置1では、電流センサ40と状態検出装置10とを備え、電流センサ40が被処理物を混練する混練装置100での消費電流を検出し、状態検出装置10が、検出された消費電流の周波数解析により得られた消費電流のパワースペクトルを示す情報から、混練部材105a、105bが被処理物に作用する作用周波数の所定倍の周波数に対応するパワースペクトル値を抽出し、抽出したパワースペクトル値の時系列での変化に基づいて被処理物の状態変化を検出するので、消費電流の周波数成分のうちで、無負荷状態で変動する無負荷電力の変動分を実質的に含まない成分に基づいて被処理物104aの状態変化を高い精度で検出することができる。
As described above, the
なお、上記実施形態1では、混練部材105aの先端Eaが容器104の内壁104bまで20mmに接近する点の位置を用いて作用角度を定義したが、作用角度の定義に用いる点の位置は、容器104の内壁104bまで20mmに接近する点の位置に限定されない。例えば、混練装置の容器の大きさ(容器内径)や自転係数が変わったときには、作用角度の定義に用いる点の位置が変化する。
In the first embodiment, the action angle is defined using the position of the point where the tip Ea of the kneading
そこで、以下、作用角度の定義に用いる点(以下、作用点という。)の位置の定義を明確にした上で、定義された作用点の位置から作用角度を定義する方法を説明する。 Therefore, hereinafter, a method of defining the operation angle from the position of the defined operation point after clarifying the definition of the position used for defining the operation angle (hereinafter, referred to as an operation point) will be described.
〔作用点の位置の定義〕
この作用点の位置の定義は、混練部材105aの先端Eaの速さが最小から最大に変化する途中、または最大から最小に変化する途中での変曲点の位置を作用点の位置とするものであり、以下、具体的に説明する。
[Definition of action point position]
The position of the point of action is defined as the position of the point of inflection while the speed of the tip Ea of the kneading
図12は、混練装置100の動作特性をグラフで示す図であり、図12(a)は、自転係数が4.0833である場合に、混練部材の公転角度の増大に伴って、混練部材の先端の速さ(実線)、混練部材の先端から容器内壁までの距離(点線)、混練部材の先端の加速スカラー(一点鎖線)が変化する様子を示す。
FIG. 12 is a graph showing the operating characteristics of the
混練部材の先端の速さ(以下、先端速さという。)は、図12(a)に実線で示すように、混練部材の公転角度が増大するにつれて正弦的に変化し、混練部材の先端が容器内壁に最接近するとき、および容器中心に最接近するときに、最大速さまたは最小速さとなる。 As shown by a solid line in FIG. 12A, the speed of the tip of the kneading member changes sinusoidally as the orbital angle of the kneading member increases, as indicated by the solid line in FIG. The maximum speed or the minimum speed is obtained when approaching the inner wall of the container and when approaching the center of the container.
ここでは、作用点の位置は、先端速さが最小から最大に変化する途中での変曲点の位置、または先端速さが最大から最小に変化する途中の変曲点の位置であるので、作用点の位置は、公転角度が、先端速さを微分して得られる加速スカラーが最大値または最小値になるときの混練部材の先端の位置(以下、先端位置という。)として、つまり、加速スカラーをさらに微分した値が0となるときの公転角度での先端位置として求めることができる。 Here, the position of the action point is the position of the inflection point on the way where the tip speed changes from the minimum to the maximum, or the position of the inflection point on the way where the tip speed changes from the maximum to the minimum. The position of the action point is determined as the position of the tip of the kneading member when the revolving angle reaches the maximum value or the minimum value of the acceleration scalar obtained by differentiating the tip speed (hereinafter, referred to as the tip position), that is, acceleration. It can be obtained as the tip position at the revolution angle when the value obtained by further differentiating the scalar becomes 0.
次に、作用点の位置の定義に従って作用点の位置を求める方法を具体的に説明する。 Next, a method of obtaining the position of the action point according to the definition of the position of the action point will be specifically described.
図13は、混練部材の公転中心C0をXY座標の原点にとり、混練部材の先端Eaの位置(XY座標のx座標およびy座標)を混練部材の公転角度tの関数で表す関係式の導出方法を説明するための図である。 FIG. 13 shows a method of deriving a relational expression in which the orbital center C0 of the kneading member is set as the origin of the XY coordinates, and the position of the tip Ea of the kneading member (x and y coordinates of the XY coordinates) is a function of the orbital angle t of the kneading member. FIG.
混練部材の先端Eaの位置のx座標、y座標は、図13に示すように、混練部材の公転角度t、混練部材の自転角度s、混練部材の公転半径H、混練部材の自転半径rを用いて、x=Hcos(t)+rcos(s)、y=Hsin(t)+rsin(s)と表される。なお、これらの式でr動作とQ動作との違いは自転角度sの符号によって表される。また、混練部材の自転角度sは、公転角度tと自転係数pとを用いてs=(p+1)tと表される。従って、x座標およびy座標は以下のとおり式F1および式F2で表される。 As shown in FIG. 13, the x coordinate and the y coordinate of the position of the tip Ea of the kneading member are, as shown in FIG. 13, the rotation angle t of the kneading member, the rotation angle s of the kneading member, the revolution radius H of the kneading member, and the rotation radius r of the kneading member. X = Hcos (t) + rcos (s) and y = Hsin (t) + rsin (s). In these equations, the difference between the r operation and the Q operation is represented by the sign of the rotation angle s. The rotation angle s of the kneading member is expressed as s = (p + 1) t using the rotation angle t and the rotation coefficient p. Therefore, the x-coordinate and the y-coordinate are expressed by the following equations F1 and F2.
混練部材の先端の速度ベクトル(以下、先端速度ベクトルという。)は、式F1および式F2を微分して得られる式F4および式F5を式F3に代入することにより得られる。 The velocity vector at the tip of the kneading member (hereinafter referred to as the tip velocity vector) is obtained by substituting Formulas F4 and F5 obtained by differentiating Formulas F1 and F2 into Formula F3.
さらに、混練部材の先端の速さ(以下、先端速さという。)は、x軸方向の速度成分(式F4)とy軸方向の速度成分(式F5)とを式F6に代入することで、これらの速度成分の2乗平均(式F7)として求められる。 Further, the speed of the tip of the kneading member (hereinafter referred to as tip speed) is obtained by substituting the speed component in the x-axis direction (Formula F4) and the speed component in the y-axis direction (Formula F5) into Formula F6. , Are calculated as the root-mean-square (equation F7) of these velocity components.
さらに、先端速さ(式F7)の微分により加速スカラーが以下の式F8として求められる。 Further, an acceleration scalar is obtained as the following equation F8 by differentiating the tip speed (Equation F7).
さらに、式F8に下記の式F9〜F11を代入して係数を簡略化した後に、先端速さの加速スカラー(式F8)を微分することにより、羽根先端速さの加速スカラーの微分値が式F12として得られる。 Further, after substituting the following equations F9 to F11 into the equation F8 to simplify the coefficients, the acceleration scalar of the tip speed (equation F8) is differentiated to obtain the differential value of the acceleration scalar of the blade tip speed. Obtained as F12.
式F12の右辺が0となる公転角度tをtaとすると、公転角度(t=ta)であるとき、混練部材の先端Eaが先端速さの変曲点に位置し、公転角度taにおける先端位置Eaが作用点の位置となる。 Assuming that the revolution angle t at which the right side of the equation F12 becomes 0 is ta, when the revolution angle (t = ta), the tip Ea of the kneading member is located at the inflection point of the tip speed, and the tip position at the revolution angle ta Ea is the position of the action point.
具体的な作用点の位置を示すX座標xa、Y座標yaは、式F1およびF2に公転角度taを代入することにより、式F13、F14に示すように求められる。さらに、作用点と容器内壁との距離Laは、式F15により求められる。ただし、式F15では、容器内周(半径)は、混練部材の先端が容器内面に最接近したときに容器内面に当たる場合(つまり、混練部材の自転半径と公転半径との和に一致する場合)を想定している。 The X-coordinate xa and the Y-coordinate ya indicating the position of the specific action point are obtained as shown in Formulas F13 and F14 by substituting the revolution angle ta into Formulas F1 and F2. Further, the distance La between the point of action and the inner wall of the container is obtained by Expression F15. However, in the formula F15, the inner circumference (radius) of the container hits the inner surface of the container when the tip of the kneading member comes closest to the inner surface of the container (that is, the same as the sum of the rotation radius and the revolution radius of the kneading member). Is assumed.
例えば、r軌跡の動作モードで公転半径HをH=40mm、混練部材の先端の自転半径rをr=59mm、自転係数pをp=−4.08333とすると、作用点から容器内壁までの距離Laは21.8mmとなる。 For example, assuming that the revolving radius H is H = 40 mm, the rotation radius r of the tip of the kneading member is r = 59 mm, and the rotation coefficient p is p = −4.0833 in the operation mode of the r trajectory, the distance from the point of action to the inner wall of the container. La becomes 21.8 mm.
このように、式F12によれば、混練部材の先端Eaが先端速さの変曲点に位置するときの公転角度(t=ta)を、混練部材の公転半径H、混練部材の自転半径r、自転係数pによって求めることができ、作用角度を定義するための作用点の位置を、混練部材の先端Eaの速さの変曲点の位置と定義することにより、どのような容量の混練装置であっても作用点の位置および作用点の位置に基づいた作用角度を一意的に求めることができる。 As described above, according to Formula F12, the revolving angle (t = ta) when the tip Ea of the kneading member is located at the inflection point of the tip speed is determined by the revolving radius H of the kneading member and the rotation radius r of the kneading member. By defining the position of the working point for defining the working angle as the position of the inflection point of the speed of the tip Ea of the kneading member, the kneading device of any capacity can be obtained by the rotation coefficient p. Even in this case, the position of the action point and the action angle based on the position of the action point can be uniquely obtained.
例えば、図12(b)は、5L容器(容量が5リットル)に関して式F12から得られる、容器内壁から作用点までの距離と動作モード(Q動作、r動作)および自転係数との関係を示す。 For example, FIG. 12 (b) shows the relationship between the distance from the inner wall of the container to the point of action, the operation mode (Q operation, r operation), and the rotation coefficient obtained from Equation F12 for a 5L container (capacity is 5 liters). .
5L容器(公転半径H=40mm、羽根半径r=59mm、容器半径=173mm)では、図12(b)に示すように、動作モードと自転係数とに応じて作用点の位置を一意的に求めることができる。また、実施形態1で作用点の位置として示した、容器内壁から20mm離れた位置は、5L容器における、r動作での自転係数が3付近である場合の一例であることが図12(b)からわかる。
In a 5L container (revolution radius H = 40 mm, blade radius r = 59 mm, container radius = 173 mm), as shown in FIG. 12B, the position of the action point is uniquely determined according to the operation mode and the rotation coefficient. be able to. Further, FIG. 12B shows that the
また、図12(c)は、30L容器(容量が30リットル)に関して式F12から得られる、容器内壁から作用点までの距離と動作モード(Q動作、r動作)および自転係数との関係を示す。 FIG. 12 (c) shows the relationship between the distance from the inner wall of the container to the action point, the operation mode (Q operation, r operation), and the rotation coefficient obtained from Equation F12 for a 30L container (capacity is 30 liters). .
30L容器(公転半径H=60mm、羽根半径r=112mm、容器半径=173mm)に関しても、図12(c)に示すように、動作モードと自転係数とに応じて作用点の位置を一意的に求めることができる。 Regarding the 30L container (revolution radius H = 60 mm, blade radius r = 112 mm, container radius = 173 mm), as shown in FIG. 12C, the position of the action point is uniquely determined according to the operation mode and the rotation coefficient. You can ask.
〔定義された作用点の位置から求められる作用角度の第1の定義〕
定義された作用点の位置に基づく作用角度の第1の定義は、実施形態1で図7を用いて説明したように、作用角度Kは、位置が定義された作用点Paと混練部材105aの先端Eaが最も接近する容器内壁上の点Pbとを結ぶ直線Laと、点Pbでの内壁104bの接線Lbとがなす角度とするというものである。
[First Definition of Action Angle Obtained from Defined Action Point Position]
As described with reference to FIG. 7 in the first embodiment, the first definition of the operation angle based on the defined position of the operation point is such that the operation angle K is determined between the operation point Pa whose position is defined and the kneading
〔定義された作用点の位置から求められる作用角度の第2の定義〕
定義された作用点の位置に基づく作用角度の第2の定義は、実施形態1で説明した第1の定義とは異なるものであり、以下簡単に説明する。
[Second definition of action angle obtained from defined position of action point]
The second definition of the action angle based on the defined position of the action point is different from the first definition described in the first embodiment, and will be briefly described below.
図14は、作用点Paに基づく作用角度の第2の定義を説明するための図であり、図14(a)は、混練部材の先端Eaの軌跡Ta上での作用点Pa1、作用点Pa1に最短である容器内壁の円周上の点Pb1、および混練部材の先端Eaが最接近するあるいは当たる容器内壁上の位置Pc1を示し、図14(b)は、これらの点Pa1、点Pb1、位置Pc1の位置関係を拡大して示し、図14(c)は、点Pa1と点Pb1との距離La1、および位置Pc1から点Pb1までの円弧(半径H+r)の長さLb1に基づいた作用角度θaの定義を示す。 FIG. 14 is a diagram for explaining a second definition of the action angle based on the action point Pa. FIG. 14A shows the action point Pa1 and the action point Pa1 on the trajectory Ta of the tip Ea of the kneading member. FIG. 14B shows a point Pb1 on the circumference of the container inner wall, which is the shortest, and a position Pc1 on the container inner wall where the tip Ea of the kneading member comes closest or hits. FIG. 14 (b) shows these points Pa1, Pb1,. FIG. 14 (c) shows the positional relationship of the position Pc1 in an enlarged manner, and FIG. 14 (c) shows the operation angle based on the distance La1 between the point Pa1 and the point Pb1, and the length Lb1 of the arc (radius H + r) from the position Pc1 to the point Pb1. The definition of θa is shown below.
図14に示す作用角度θaの第2の定義は、以下の式F16〜F18に示すとおりである。 The second definition of the operation angle θa shown in FIG. 14 is as shown in the following equations F16 to F18.
簡単に説明すると、作用角度θaは、図14(c)に示すように、作用点Paから容器内壁の円周Crまでの最短距離La1を底辺とし、作用長さLb1(半径H+rの円周Cr上の点Pb1から点Pc1までの円弧の長さ)を高さとする直角三角形の正接(式F18)を規定する角度である。 Briefly, as shown in FIG. 14 (c), the working angle θa is defined as the shortest distance La1 from the working point Pa to the circumference Cr of the inner wall of the container, and the working length Lb1 (the circumference Cr of radius H + r). The angle defines the tangent (Equation F18) of a right-angled triangle whose height is the height of the arc from the upper point Pb1 to the point Pc1.
ここで、作用長さLb1は式F17に示すように、円周Crの半径(H+r)と、混練部材の先端Eaが作用点Pa1に位置するときの角度θbとの積で求めることができ、さらに角度θbは、式F16に示すように作用点Pa1のx座標とy座標とから得られる。 Here, the working length Lb1 can be obtained by the product of the radius (H + r) of the circumference Cr and the angle θb when the tip Ea of the kneading member is located at the working point Pa1, as shown in Expression F17. Further, the angle θb is obtained from the x coordinate and the y coordinate of the action point Pa1 as shown in Expression F16.
なお、作用角度は、混練部材の先端がどの程度深い角度で容器内壁に接近するかを定量的に示す指標であるため、作用角度は混練部材の先端が容器内壁に近づくときの変曲点である作用点Paの位置座標を用いて作用角度を演算すべきであるが、混練部材の先端が容器内壁から離れるときの変曲点Pa1も幾何学的には混練部材の先端が容器内壁に近づくときの変曲点Paと全く同じ位置にあるので、作用角度を求める計算が簡単である変曲点Pa1の位置座標を用いている。 The working angle is an index that quantitatively indicates how deep the tip of the kneading member approaches the inner wall of the container, and the operating angle is an inflection point when the tip of the kneading member approaches the inner wall of the container. Although the action angle should be calculated using the position coordinates of a certain action point Pa, the inflection point Pa1 when the tip of the kneading member separates from the inner wall of the container also geometrically approaches the tip of the kneading member to the inner wall of the container. Since the position is exactly the same as the inflection point Pa at that time, the position coordinates of the inflection point Pa1 where the calculation for obtaining the operation angle is easy are used.
一例として、上述した作用点の位置の定義に従って、5L容器(公転半径H=40mm、自転半径r=59mm、自転係数p=−4.08333)における作用点Pa1の位置(容器内壁からの距離La1:21.8mm)を計算し、さらに、この作用点の位置を用いて、作用角度を図14で説明した第2の定義に従って計算したところ、作用角度θaは23.9度とであった。ただし、作用長さLbを規定する角度θbは28.4度、作用長さLbは49.15mmであった。 As an example, the position of the action point Pa1 (distance La1 from the inner wall of the vessel) in a 5L container (revolution radius H = 40 mm, rotation radius r = 59 mm, rotation coefficient p = −4.0833) according to the definition of the position of the action point described above. : 21.8 mm), and using the position of the action point to calculate the action angle in accordance with the second definition described with reference to FIG. 14, the action angle θa was 23.9 degrees. However, the angle θb defining the working length Lb was 28.4 degrees, and the working length Lb was 49.15 mm.
図15は、5L容器に関して、自転係数と作用点Pa1の位置との関係(図15(a))および自転係数と作用角度θaとの関係(図15(b))を示す。 FIG. 15 shows the relationship between the rotation coefficient and the position of the action point Pa1 (FIG. 15 (a)) and the relationship between the rotation coefficient and the action angle θa (FIG. 15 (b)) for the 5L container.
図15(a)からは、Q動作では、自転係数の増加(2〜11程度)に従って、容器内壁から作用点Pa1までの距離La1が37mm程度から30mm程度まで変化し、r動作では、自転係数の増加(2〜11程度)に従って、容器内壁から作用点Pa1までの距離La1が10mm程度から26mm程度まで変化していることが分かる。 From FIG. 15 (a), the distance La1 from the inner wall of the container to the action point Pa1 changes from about 37 mm to about 30 mm according to the increase of the rotation coefficient (about 2 to 11) in the Q operation, and the rotation coefficient in the r operation. It can be seen that the distance La1 from the inner wall of the container to the action point Pa1 changes from about 10 mm to about 26 mm as the value increases (about 2 to 11).
また、図15(b)からは、Q動作では、自転係数の増加(2〜11程度)に従って、作用角度(rad)が0.32程度から0.22程度の範囲内で変化し、r動作では、自転係数の増加(2〜11程度)に従って、作用角度(rad)が0.8程度から0.32程度まで変化していることが分かる。 Further, from FIG. 15B, in the Q operation, the action angle (rad) changes within the range of about 0.32 to about 0.22 in accordance with the increase of the rotation coefficient (about 2 to 11), and the r operation is performed. It can be seen that the working angle (rad) changes from about 0.8 to about 0.32 as the rotation coefficient increases (about 2 to 11).
〔作用点の位置および作用角度のとり得る範囲の例示〕
ここで、作用点の位置は、作用点が容器内壁からどの程度離れているかを示す指標であり、以下の説明では、作用点の位置を作用点から容器内壁までの距離という。
[Example of the range of the action point position and action angle]
Here, the position of the action point is an index indicating how far the action point is from the inner wall of the container. In the following description, the position of the action point is referred to as a distance from the action point to the inner wall of the container.
図16は、容器容量と作用点Pa1から容器内壁までの距離との関係〔自転係数が2である場合〕(図16(a))および容器容量と作用点Pa1から容器内壁までの距離との関係〔自転係数が11である場合〕(図16(b))を示す。 FIG. 16 shows the relationship between the container capacity and the distance from the point of action Pa1 to the inner wall of the container (when the rotation coefficient is 2) (FIG. 16 (a)) and the relationship between the container capacity and the distance from the point of action Pa1 to the inner wall of the container. The relationship (when the rotation coefficient is 11) (FIG. 16B) is shown.
図16(a)には、容器容量が、5L、25L、30L、45L、60L、110L、250Lのそれぞれである場合について、自転係数が2であるr動作での作用点Pa1から容器内壁までの距離(実線)および自転係数が2であるQ動作での作用点Pa1から容器内壁までの距離(点線)が示されている。図16(a)から分かるように、自転係数が2であるr動作では作用点Pa1から容器内壁までの距離が容器容量の増大に伴って10mm程度から45mm程度まで変化し、自転係数が2であるQ動作では作用点Pa1から容器内壁までの距離が容器容量の増大に伴って38mm程度から120mm程度まで変化する。 FIG. 16A shows the case where the container capacity is 5 L, 25 L, 30 L, 45 L, 60 L, 110 L, and 250 L, from the action point Pa1 in the r operation with the rotation coefficient of 2 to the container inner wall. The distance (solid line) and the distance (dotted line) from the action point Pa1 to the inner wall of the container in the Q operation in which the rotation coefficient is 2 are shown. As can be seen from FIG. 16 (a), in the r operation in which the rotation coefficient is 2, the distance from the point of action Pa1 to the inner wall of the container changes from about 10 mm to about 45 mm with an increase in the container capacity. In a certain Q operation, the distance from the action point Pa1 to the inner wall of the container changes from about 38 mm to about 120 mm as the container capacity increases.
また、図16(b)には、容器容量が、5L、25L、30L、45L、60L、110L、250Lのそれぞれである場合について、自転係数が11であるr動作での作用点Pa1から容器内壁までの距離(実線)および自転係数が11であるQ動作での作用点Pa1から容器内壁までの距離(点線)が示されている。図16(b)から分かるように、自転係数が11であるr動作では作用点Pa1から容器内壁までの距離が容器容量の増大に伴って25mm程度から95mm程度まで変化し、自転係数が11であるQ動作では作用点Pa1から容器内壁までの距離が容器容量の増大に伴って32mm程度から105mm程度まで変化する。 In addition, FIG. 16B shows the case where the container capacity is 5 L, 25 L, 30 L, 45 L, 60 L, 110 L, and 250 L, respectively. (Solid line) and the distance (dotted line) from the action point Pa1 to the inner wall of the container in the Q operation in which the rotation coefficient is 11. As can be seen from FIG. 16 (b), in the r operation in which the rotation coefficient is 11, the distance from the point of action Pa1 to the inner wall of the container changes from about 25 mm to about 95 mm with an increase in the container capacity. In a certain Q operation, the distance from the action point Pa1 to the inner wall of the container changes from about 32 mm to about 105 mm as the container capacity increases.
従って、定義された作用点から容器内壁までの距離は、5L容器で自転係数が2程度のr動作を行ったときの10mm程度から、250L容器で自転係数が2程度のQ動作を行ったときの120mm程度まで変化することが分かる。 Therefore, the distance from the defined point of action to the inner wall of the container is from about 10 mm when the r operation with a rotation coefficient of about 2 is performed in a 5 L container to when the Q operation with a rotation coefficient of about 2 is performed in a 250 L container. It can be seen that it changes up to about 120 mm.
図17は、容器容量と作用角度θaとの関係〔自転係数が2である場合〕(図17(a))、および容器容量と作用角度θaとの関係〔自転係数が11である場合〕(図17(b))を示す。 FIG. 17 shows the relationship between the container capacity and the working angle θa (when the rotation coefficient is 2) (FIG. 17A), and the relationship between the container capacity and the working angle θa [when the rotation coefficient is 11] ( FIG. 17 (b) is shown.
図17(a)には、容器容量が、5L、25L、30L、45L、60L、110L、250Lのそれぞれである場合について、自転係数が2であるr動作での作用角度(実線)および自転係数が2である場合のQ動作での作用角度(点線)が示されている。図17(a)から分かるように、自転係数が2であるr動作では作用角度が容器容量の増大に伴って0.82(rad)程度から0.48(rad)程度の範囲で変化し、自転係数が2であるQ動作では作用角度が容器容量の増大に伴って0.32(rad)程度から0.28(rad)程度の範囲で変化することが分かる。 FIG. 17A shows the operation angle (solid line) and the rotation coefficient in the r operation in which the rotation coefficient is 2 when the container capacity is 5 L, 25 L, 30 L, 45 L, 60 L, 110 L, and 250 L. Is the operation angle (dotted line) in the Q operation when is 2. As can be seen from FIG. 17A, in the r operation in which the rotation coefficient is 2, the working angle changes in a range from about 0.82 (rad) to about 0.48 (rad) with an increase in the container capacity. It can be seen that in the Q operation in which the rotation coefficient is 2, the working angle changes in a range from about 0.32 (rad) to about 0.28 (rad) with an increase in the container capacity.
図17(b)には、容器容量が、5L、25L、30L、45L、60L、110L、250Lのそれぞれである場合について、自転係数が11であるr動作での作用角度(実線)および自転係数が11である場合のQ動作での作用角度(点線)が示されている。図17(b)から分かるように、自転係数が11であるr動作では作用角度が容器容量の増大に伴って0.32(rad)程度から0.24(rad)程度の範囲で変化し、自転係数が11であるQ動作では作用角度が容器容量の増大に伴って0.26(rad)程度から0.18(rad)程度の範囲で変化することが分かる。ここで、作用角度は、5L容器で自転係数が2であるr動作が行われるときに最大となり、45L容器あるいは60L容器で自転係数が11であるQ動作が行われるときに最小となる。 FIG. 17B shows the operation angle (solid line) and the rotation coefficient in the r operation in which the rotation coefficient is 11 when the container capacity is 5 L, 25 L, 30 L, 45 L, 60 L, 110 L, and 250 L. Is 11, the operation angle (dotted line) in the Q operation is shown. As can be seen from FIG. 17 (b), in the r operation in which the rotation coefficient is 11, the working angle changes in a range from about 0.32 (rad) to about 0.24 (rad) with an increase in the container capacity. It can be seen that in the Q operation in which the rotation coefficient is 11, the action angle changes in a range from about 0.26 (rad) to about 0.18 (rad) with an increase in the container capacity. Here, the working angle becomes maximum when the r operation with the rotation coefficient of 2 is performed in the 5L container, and becomes minimum when the Q operation with the rotation coefficient of 11 is performed in the 45L container or the 60L container.
その結果、作用角度θaの範囲は、45L容量あるいは60L容器で自転係数が11であるQ動作が行われる場合の約0.18(rad)から、5L容量で自転係数が2であるr動作が行われる場合の0.82(rad)程度までの範囲となる。 As a result, the range of the working angle θa is from about 0.18 (rad) in the case where the Q operation in which the rotation coefficient is 11 is performed in the 45 L capacity or 60 L container, from the r operation in which the rotation coefficient is 2 in the 5 L capacity. The range is up to about 0.82 (rad) in the case of performing this.
(実施形態2)
図8は、本発明の実施形態2による混練装置を説明するための図である。
(Embodiment 2)
FIG. 8 is a view for explaining a kneading apparatus according to
この混練装置200は、実施形態1の混練装置100において、操作部100からの操作信号Osに基づいて駆動部100bを制御する制御部100cに代えて、操作部100からの操作信号Osおよび状態検出装置10で検出された被処理物の状態変化を示す状態変化信号Asの両方の信号に基づいて駆動部100bを制御する制御部200cを備えたものである。ここで、制御部200cは、処理される被処理物の状態変化に応じて、公転用モータ101および自転用モータ102の回転数および回転方向の少なくとも一方を変更することにより、作用周波数あるいは作用角度を、被処理物の処理状態に適したものとするように構成されている。なお、この実施形態2の混練装置200におけるその他の構成は、実施形態1の混練装置100と同一である。
The kneading
以下、混練装置に含まれる制御部200cの具体的構成の一例として、コンピュータにより構成されたものを説明する。ただし、制御部200cは、操作信号Osおよび状態変化信号Asの両方の信号に基づいて駆動部100bを制御する機能を達成する限り、コンピュータ以外の他の構成で実現してもよい。
Hereinafter, as an example of a specific configuration of the
図9は、図8に示す混練装置に含まれる制御部200cの具体的構成の一例を示す。
FIG. 9 shows an example of a specific configuration of the
制御部200cはコンピュータ20aにより構成され、コンピュータ20aは、操作部100dからの操作信号Osおよび状態検出装置101からの被処理物の状態変化を示す状態変化信号Asに基づいて駆動部100bを制御する。
The
コンピュータ20aは、プロセッサ21と、メモリ22と、入力IF23と、出力IF24とを含む。プロセッサ21とメモリ22と入力IF23と出力IF24とは、データバス25を介して相互に接続されている。入力IF23には、状態検出装置10が接続されており、さらに混練装置200を操作するための操作部100dが接続されている。操作部100dは、キーボード、マウス、タッチパネルなどのコンピュータ20aに対して情報を入力するための装置を含む。出力IF24には駆動部100bが接続されている。
The
ここで、メモリ22には、プロセッサ21に、状態検出装置10から出力される状態変化信号Aに基づいて駆動部100bを制御させるプログラム(自動運転プログラム)が格納されており、プロセッサ21は、メモリ22に格納されている自動運転プログラムにより混練装置本体100aでの混練部材105a、105bの自動運転制御を実行する。なお、メモリ22には、プロセッサ21に、操作部100dからの操作信号Osに基づいて駆動部100dを制御させるプログラムが格納されていることは言うまでもない。
Here, the
図10は、図8に示す混練装置に含まれる混練装置本体の具体的な構成の一例を示す。 FIG. 10 shows an example of a specific configuration of a kneading apparatus main body included in the kneading apparatus shown in FIG.
混練装置本体100aは、筐体108と、筐体108内に配置された回転可能な筒状公転軸111を有する。筒状公転軸111は、固定具132により筐体108に固定された環状部材131の内部に、外側上軸受131aおよび外側下軸受131bを介して回転可能に取り付けられている。筒状公転軸111の上端には従動スプロケット112が取り付けられ、従動スプロケット112は、公転用モータ101のモータ軸101aに取り付けられた駆動スプロケット113にチェーン114により連結されている。筒状公転軸111の下端には、筒状公転軸111とともに回転する回転筐体103が取り付けられている。
The kneading apparatus
混練装置本体100aは、筒状公転軸111内に配置された棒状自転軸121を有する。棒状自転軸121は、内側上軸受111aおよび内側下軸受111bを介して筒状公転軸111に対して回転可能に取り付けられている。棒状自転軸121の上端部は、従動スプロケット112を突き抜けて上方に突出しており、自転用モータ102のモータ軸102aに結合されている。棒状自転軸121の下端部は、回転筐体103の内部に侵入しており、棒状自転軸121の下端部には大歯車121aが取り付けられている。回転筐体103内には、棒状自転軸121と平行に配置された一対の従動自転軸123および124が設けられている。従動自転軸123は従動軸上軸受123bおよび従動軸下軸受123cを介して回転筐体103に回転可能に取り付けられており、従動自転軸124は従動軸上軸受124bおよび従動軸下軸受124cを介して回転筐体103に回転可能に取り付けられている。従動自転軸123および124にはそれぞれ、小歯車123aおよび124aが取り付けられ、小歯車123aおよび124aは大歯車121aとかみ合っている。さらに、従動自転軸123および124の下端にはそれぞれ、混練部材105aおよび105bが取り付けられている。
The kneading apparatus
このような構造の混練装置本体100aでは、混練部材105aおよび105bは、公転駆動軸111および自転駆動軸121の回転により公転するとともに自転するようになっている。
In the kneading apparatus
また、筐体108の下部には、混練容器102を載置する載置台108aが昇降自在に設けられている。載置台108aが下端位置にあるとき、混練容器104への被処理物104aの出し入れが可能であり、載置台108aが上端位置にあるとき、容器蓋部材106により混練容器104の上部開口部分が塞がれるようになっている。
At the lower part of the
次に混練装置200の動作を説明する。
Next, the operation of the
図11は、混練装置200の動作をフローチャートで示す図である。
FIG. 11 is a flowchart showing the operation of the
例えば、メモリ22には、パン生地、クッキー生地、ハンバーグ生地等の食品材料、例えばパン生地を製造するための自動運転プログラムが格納されている。
For example, the
(ステップS11)
操作者の操作によりプロセッサ21が自動運転プログラムの実行を開始すると、プロセッサ21は、予め設定された動作条件を読み込む。ここで、動作条件は、例えば、混練部材105a、105bの動作モード(r動作あるいはQ動作)、公転速度(rpm)、自転係数である。
(Step S11)
When the
(ステップS12)
プロセッサ11は、混練部材105a、105bの動作モード、自転係数および公転速度が動作条件に適合するように駆動部100bに駆動制御信号Dsを出力すると、駆動部100bは、公転用モータ101および自転用モータ102を動作条件が満たされるように駆動する。これにより被処理物104aの処理が開始される。
(Step S12)
When the
なお、混練部材105a、105bにより被処理物104aが処理されている状態では、状態検出装置10のプロセッサ11が、図3に示すステップS1〜S5に示す処理を実行することにより、混練装置本体100aでの消費電流の解析を行い、状態検出装置10のプロセッサ11が、被処理物の状態変化を示す情報(状態変化信号)Asを制御部200cのプロセッサ21に供給する。
In the state where the
(ステップS13)
プロセッサ21は、状態変化信号Asを受信する。
(Step S13)
The
(ステップS14)
プロセッサ21は、状態変化信号Asに基づいて被処理物104aの状態変化があったか否かを判定する。
(Step S14)
The
(ステップS15)
この判定の結果、被処理物104aの状態変化がなければ、プロセッサ21は、各モータ101、102の回転数が維持されるように駆動部100bを制御する。これにより、被処理物104aの処理状態が現状のまま維持される。その後、プロセッサ21の処理は、消費電流の解析処理(ステップS13)に戻る。
(Step S15)
If the result of this determination is that there is no change in the state of the
(ステップS16)
一方、ステップS14で被処理物104aの状態変化があると判定された場合は、プロセッサ21は、被処理物104aの状態変化が被処理物104aの処理終了状態への変化であるか否かをさらに判定する。被処理物104aの状態変化が被処理物104aの処理終了状態への変化である場合は、プロセッサ21は各モータ101および102が停止するように駆動部100bを制御し、被処理物104aの処理を終了する。
(Step S16)
On the other hand, when it is determined in step S14 that there is a change in the state of the
(ステップS17)
一方、被処理物104aの状態変化が被処理物104aの処理終了状態への変化でない場合は、プロセッサ21は、各モータ101、102の回転数が被処理物104aの状態変化に応じた値となるように駆動部100bを制御する。これにより、被処理物104aの処理状態が被処理物104aの状態変化に応じて変更される。その後、プロセッサ21の処理は、状態変化信号Asの受信処理(ステップS13)に戻る。
(Step S17)
On the other hand, when the state change of the
このように本実施形態2の混練装置200では、被処理物104aを処理する混練装置本体100aと、混練装置本体100aでの消費電流を検出する電流センサ40と、電流センサ40で検出された消費電流の解析により被処理物104aの状態変化を検出する状態検出装置10とを備え、制御部200cによる駆動部100bの制御により、検出した被処理物104aの状態変化に応じて被処理物104aの処理状態を変更するようにしたので、パン生地など、混練処理が進むにつれて状態が変化する被処理物104aの処理を、被処理物104aの状態に合わせて適切な処理状態に変更しつつ、被処理物104aの処理を被処理物が完成状態となるまで自動で行うことが可能となる。
As described above, in the
なお、上記実施形態2では、消費電流の周波数解析を用いた被処理物の状態変化の検出と、駆動部の制御とは、別々のコンピュータにより行うようにしているが、被処理物の状態変化の検出と駆動部の制御とは1つのコンピュータにより行うようにしてもよい。 In the second embodiment, the detection of the change in the state of the object using the frequency analysis of the current consumption and the control of the driving unit are performed by separate computers. And control of the drive unit may be performed by one computer.
また、上記各実施形態では、状態変化を検出する対象である被処理物の処理が混練である場合を示したが、被処理物の処理は、混練に限定されず、混合や撹拌などの他の処理であってもよい。 Further, in each of the above embodiments, the case where the processing of the object to be detected for which the state change is detected is kneading, but the processing of the object to be processed is not limited to kneading, but may be other than mixing or stirring. May be performed.
また、上記各実施形態では、状態変化を検出する対象である被処理物が、パン生地などの食品材料である場合を示したが、被処理物は、食品材料だけでなく、その他医薬や理化学分野で用いられる原材料でもよい。 Further, in each of the above embodiments, the case where the object to be detected for which the state change is detected is a food material such as bread dough, but the object to be processed is not limited to the food material, but may be used in other fields such as medicine and physics and chemistry. Raw materials used in the above.
例えば、本発明は、スマートホンに使用されるコンデンサやコイル、接着フィルムなどの部品の究極的な縮小化技術に対応するための混練技術、あるいは自動車用電池の原料の精密混合分散技術にも、食品材料の混合技術あるいは混練技術と同様に適用することができ、これにより、被処理物の混合状態の変化あるいは混練状態の変化の定量化と被処理物の品質管理とを提供することができる。 For example, the present invention relates to a kneading technology for responding to an ultimate shrinking technology of components such as a capacitor, a coil, and an adhesive film used in a smartphone, or a precision mixing and dispersing technology of a raw material of an automobile battery. It can be applied in the same manner as the mixing technique or the kneading technique of food materials, and thereby, it is possible to provide the quantification of the change in the mixing state or the kneading state of the object and the quality control of the object. .
このように本発明は、各実施形態で説明した被処理物の混練だけでなく、混合や撹拌といった材料を混ぜる技術には幅広く適用可能である。 As described above, the present invention is widely applicable not only to the kneading of the object to be processed described in each embodiment but also to the technique of mixing materials such as mixing and stirring.
また、上記各実施形態では、1以上の処理部材として2つの混練部材105a、105bを有する混練装置100を示したが、混練装置の混練部材は1つでも3つ以上でもよい。
Further, in each of the above embodiments, the kneading
また、上記各実施形態では、1以上の処理部材が公転するとともに自転するように構成した混練装置を示したが、混練装置は、1秒間に1以上の被処理物が被処理物の容器の内壁に最接近する回数を設定可能なものであれば、1以上の処理部材の回転運動が自転運動あるいは公転運動のいずれか一方のみであるものでもよい。 Further, in each of the above embodiments, the kneading apparatus configured so that one or more processing members revolve and revolve is described. As long as the number of times of closest approach to the inner wall can be set, the rotational movement of one or more processing members may be only one of the rotation movement and the revolving movement.
さらに、本発明の検出装置による被処理物の状態変化の検出が、1以上の処理部材の公転方向と自転方向とが異なる混練装置のr動作、および1以上の処理部材の公転方向と自転方向とが同じである混練装置のQ動作のいずれにおいても可能であることはいうまでもない。 Further, the detection of the state change of the object to be processed by the detection device of the present invention is performed by the k operation of the kneading device in which the revolving direction and the rotation direction of one or more processing members are different, and the revolving direction and the rotation direction of one or more processing members. It is needless to say that any of the Q operations of the kneading apparatus having the same conditions can be used.
またさらに、混練装置は、1以上の混練部材の各々が容器内壁に最接近する(あるいは容器内壁に当たる)先端(羽根)を1つだけ有するものに限定されず、混練装置が、1以上の混練部材の少なくとも1つが複数の羽根を有するものであってもよいこともいうまでもない。 Furthermore, the kneading device is not limited to a device in which each of the one or more kneading members has only one tip (blade) closest to the inner wall of the container (or hits the inner wall of the container). It goes without saying that at least one of the members may have a plurality of blades.
以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。 As described above, the present invention has been exemplified using the preferred embodiments of the present invention, but the present invention should not be construed as being limited to these embodiments. It is understood that the scope of the present invention should be construed only by the claims. It is understood that those skilled in the art can implement equivalent ranges based on the description of the present invention and common general knowledge from the description of the specific preferred embodiments of the present invention. Patents, patent applications, and references cited herein should be incorporated by reference in their entirety, as if the content itself were specifically described herein. Understood.
本発明は、処理される被処理物の状態変化を簡単な構成により高精度に検出することができる装置、プログラム、および方法、ならびにその装置を用いた処理装置を得ることができ、例えば、パン生地、クッキー生地、ハンバーグ生地等の食品材料、その他医薬や理化学分野で用いられる原材料の処理中にその状態変化を検出する技術として有用である。 The present invention can provide an apparatus, a program, and a method capable of detecting a state change of an object to be processed with a simple configuration with high accuracy, and a processing apparatus using the apparatus. It is useful as a technique for detecting a change in the state of food materials such as cookie dough and hamburger dough, and other raw materials used in the fields of medicine and physics and chemistry during processing.
10 状態検出装置
10a、20a コンピュータ
11、21 プロセッサ
12、22 メモリ
13、23 入力IF
13a 入力装置
14、24 出力IF
14a 出力装置
15、25 データバス
40 電流センサ
100、200 混練装置
100a 混練装置本体
100b 駆動部
100c、200c 制御部
100d 操作部
101 公転用モータ
101a 公転用モータ軸
102 自転用モータ
102a 自転用モータ軸
103 回転筐体
104 容器
104a 被処理物
104b 容器内壁
105a、105b 混練部材(1以上の処理部材)
106 容器蓋部材
108 筐体
108a 容器載置台
111 筒状公転軸
111a 内側上軸受
111b 内側下軸受
112 従動スプロケット
113 駆動スプロケット
114 チェーン
121 棒状自転軸
121a 大歯車
123、124 従動自転軸
123a、124a 小歯車
123b、124b 従動軸上軸受
123c、124c 従動軸下軸受
131 環状部材
131a 外側上軸受
131b 外側下軸受
132 固定具
As 状態変化信号
C0 公転の中心
Cs 消費電流信号
Dc1、Dc2 モータ駆動電流
Ds 駆動制御信号
Ea、Eb 混練部材の先端
G1〜G4 パワースペクトル情報
La 直線
Lb 接線
Lq 接線方向
Lr 法線方向
Os 操作信号
Pa、Pb、Pr 点
Ta、Tb 軌跡
Trc 円形経路
Trd 仮想円
106
Claims (16)
該被処理物を容器内で処理する1以上の処理部材を駆動する駆動源の消費電流の周波数解析を行うことにより、該消費電流のパワースペクトルを示す情報を生成する手段と、
該消費電流のパワースペクトルを示す情報から、複数のパワースペクトル値を時系列に抽出する手段であって、該複数のパワースペクトル値のそれぞれは、所定の周波数に対応し、該所定の周波数は、該1以上の処理部材が該容器に最接近する作用周波数の所定倍の周波数であり、該所定倍は、該被処理物の種類に応じて予め決定されている、手段と、
該複数のパワースペクトル値の時系列での変化に基づいて該被処理物の状態変化を検出する手段と
を備えた、装置。 An apparatus for detecting a state change of an object to be processed,
Means for generating information indicating a power spectrum of the consumed current by performing frequency analysis of a consumed current of a driving source that drives one or more processing members that process the object to be processed in the container;
The information indicating the power spectrum of the consumption current, a means for extracting a plurality of power spectral values in a time series, each of the power spectrum values of the plurality of, in response to a predetermined frequency, the predetermined frequency, A means having a frequency which is a predetermined multiple of an operation frequency at which the one or more processing members are closest to the container, and the predetermined multiple is predetermined according to a type of the object to be processed ;
Means for detecting a state change of the object to be processed based on a time-series change of the plurality of power spectrum values.
該プログラムは、
該被処理物を容器内で処理する1以上の処理部材を駆動する駆動源の消費電流の周波数解析を行うことにより、該消費電流のパワースペクトルを示す情報を生成することと、
該消費電流のパワースペクトルを示す情報から、複数のパワースペクトル値を時系列に抽出することであって、該複数のパワースペクトル値のそれぞれは、所定の周波数に対応し、該所定の周波数は、該1以上の処理部材が該容器に最接近する作用周波数の所定倍の周波数であり、該所定倍は、該被処理物の種類に応じて予め決定されている、ことと、
該複数のパワースペクトル値の時系列での変化に基づいて該被処理物の状態変化を検出することと
を少なくとも実行することを該コンピュータに行わせる、プログラム。 A program for executing, by a computer, a process of detecting a state change of an object to be processed,
The program is
By performing frequency analysis of a current consumption of a drive source that drives one or more processing members that process the object in a container, generating information indicating a power spectrum of the current consumption;
The information indicating the power spectrum of the current consumption, the method comprising: extracting a plurality of the power spectrum value in chronological, each of the power spectrum values of the plurality of, in response to a predetermined frequency, the predetermined frequency, The one or more processing members have a frequency that is a predetermined multiple of an operation frequency closest to the container, and the predetermined multiple is predetermined according to a type of the object to be processed ,
Detecting a change in state of the object based on a time-series change of the plurality of power spectrum values.
該被処理物を容器内で処理する1以上の処理部材を駆動する駆動源の消費電流の周波数解析を行うことにより、該消費電流のパワースペクトルを示す情報を生成することと、
該消費電流のパワースペクトルを示す情報から、複数のパワースペクトル値を時系列に抽出することであって、該複数のパワースペクトル値のそれぞれは、所定の周波数に対応し、該所定の周波数は、該1以上の処理部材が該容器に最接近する作用周波数の所定倍の周波数であり、該所定倍は、該被処理物の種類に応じて予め決定されている、ことと、
該複数のパワースペクトル値の時系列での変化に基づいて該被処理物の状態変化を検出することと
を含む、方法。 A method for detecting a state change of an object to be processed,
By performing frequency analysis of a current consumption of a drive source that drives one or more processing members that process the object in a container, generating information indicating a power spectrum of the current consumption;
The information indicating the power spectrum of the current consumption, the method comprising: extracting a plurality of the power spectrum value in chronological, each of the power spectrum values of the plurality of, in response to a predetermined frequency, the predetermined frequency, The one or more processing members have a frequency that is a predetermined multiple of an operation frequency closest to the container, and the predetermined multiple is predetermined according to a type of the object to be processed ,
Detecting a change in state of the workpiece based on a change in the time series of the plurality of power spectrum values.
該被処理物を収容するための容器と、
該被処理物を処理する1以上の処理部材と、
該1以上の処理部材を駆動する駆動源と、
請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の装置と
を備え、
該装置が、該処理装置により処理される該被処理物の状態変化を検出するようにした、処理装置。 A processing apparatus for processing an object to be processed,
A container for accommodating the object,
One or more processing members for processing the workpiece;
A drive source for driving the one or more processing members;
An apparatus according to any one of claims 1 to 8 , comprising:
A processing apparatus, wherein the apparatus detects a change in the state of the processing target processed by the processing apparatus.
前記駆動源に駆動電流を供給する駆動部と、
前記装置により検出された、該処理装置により処理される前記被処理物の状態変化に応じて、該駆動部を制御する制御部と
をさらに備えた、請求項15に記載の処理装置。 The processing device includes:
A drive unit that supplies a drive current to the drive source,
The processing apparatus according to claim 15 , further comprising: a control unit configured to control the driving unit in accordance with a change in a state of the processing target processed by the processing apparatus detected by the apparatus.
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