JPH02275508A - フィードフォワード制御方式 - Google Patents
フィードフォワード制御方式Info
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- JPH02275508A JPH02275508A JP9816289A JP9816289A JPH02275508A JP H02275508 A JPH02275508 A JP H02275508A JP 9816289 A JP9816289 A JP 9816289A JP 9816289 A JP9816289 A JP 9816289A JP H02275508 A JPH02275508 A JP H02275508A
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
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- Numerical Control (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は数値制御装置(CNC)でのサーボモータを制
御するフィードフォワード制御方式に関し、特に指令を
N倍して補間して、フィードフォワード制御を行うよう
にしたフィードフォワード制御方式に関する。
御するフィードフォワード制御方式に関し、特に指令を
N倍して補間して、フィードフォワード制御を行うよう
にしたフィードフォワード制御方式に関する。
〔従来の技術]
一般に、数値制御装置でのサーボモータの制御はフィー
ドバック制御によって行われている。しかし、数値制御
装置のサーボモータの制御では、指令された通路をより
正確に追従させるためには、フィードバック制御のみで
は充分ではない。それは、フィードバック制御のみでは
、工具通路のコーナ部等で、工具通路が指令された通路
から、サーボ系の遅れ分ずれてしまうからである。すな
わち、フィードバック制御のみではサーボ系の過渡特性
による影響を補償することはできない。
ドバック制御によって行われている。しかし、数値制御
装置のサーボモータの制御では、指令された通路をより
正確に追従させるためには、フィードバック制御のみで
は充分ではない。それは、フィードバック制御のみでは
、工具通路のコーナ部等で、工具通路が指令された通路
から、サーボ系の遅れ分ずれてしまうからである。すな
わち、フィードバック制御のみではサーボ系の過渡特性
による影響を補償することはできない。
このために、数値制御装置のサーボモータの制御では、
フィードバック制御に加え、フィードフォワード制御を
行い、より精度の高い位置決め制御を行っている。この
ような数値制御装置でのフィードフォワード制御は、サ
ーボ回路側で行っていた。
フィードバック制御に加え、フィードフォワード制御を
行い、より精度の高い位置決め制御を行っている。この
ような数値制御装置でのフィードフォワード制御は、サ
ーボ回路側で行っていた。
第5図は従来の数値制御装置でのフィードフォワード制
御方式のブロック図である。数値制御部40には補間器
41があり、各軸の補間を行う。
御方式のブロック図である。数値制御部40には補間器
41があり、各軸の補間を行う。
実際は複数の軸があり、他の軸の構成も同じであるので
、図ではl軸のみ示している。補間器41の出力パルス
はサーボ回路50に出力される。
、図ではl軸のみ示している。補間器41の出力パルス
はサーボ回路50に出力される。
出力パルスは加算器51に入力され、加算器51は出力
パルスからサーボモータ30からの帰還パルスPfを差
引き比例要素52に人力する。Pgはポジションループ
ゲインである。比例要素52の出力は加算器53に入力
される。
パルスからサーボモータ30からの帰還パルスPfを差
引き比例要素52に人力する。Pgはポジションループ
ゲインである。比例要素52の出力は加算器53に入力
される。
一方、出力パルスはフィードフォワード要素54に入力
される。αはフィードフォワード係数で、フィードフォ
ワードを効かせる度合いを決める。
される。αはフィードフォワード係数で、フィードフォ
ワードを効かせる度合いを決める。
α=0でフィードフォワード制御を行わないことを意味
し、α=1で連続系ならば理論上サーボの遅れは0にな
る。サーボ回路50では数値制御部40からの入力を微
分したものにαをかけ、加算器53に加算する。Sは微
分を意味する。
し、α=1で連続系ならば理論上サーボの遅れは0にな
る。サーボ回路50では数値制御部40からの入力を微
分したものにαをかけ、加算器53に加算する。Sは微
分を意味する。
加算器53の出力はフィードフォワード項を加えたもの
となり、サーボモータ30に速度指令VCとして与えら
れる。サーボモータ30はこの速度指令によって、回転
する。サーボモータ30の特性に相当する積分要素31
は、サーボモータの位置を位置帰還パルスPfとして、
加算器51に帰還する。
となり、サーボモータ30に速度指令VCとして与えら
れる。サーボモータ30はこの速度指令によって、回転
する。サーボモータ30の特性に相当する積分要素31
は、サーボモータの位置を位置帰還パルスPfとして、
加算器51に帰還する。
第6図はサーボ回路50が受は取る出力パルスのパルス
列の例を示す図である。横軸は時間、縦軸は一補間周期
Δを毎に数値制御部40からサーボ回路50に出力され
る出力パルス数を示す。
列の例を示す図である。横軸は時間、縦軸は一補間周期
Δを毎に数値制御部40からサーボ回路50に出力され
る出力パルス数を示す。
ブロックNlの区間ではj補間周期あたり2゜25パル
スに相当するパルスが出力され、ブロックN2では1補
間周期あたり3.5パルスに相当する速度が指令されて
いるとする。出力パルスは数値制御部40からサーボ回
路50に、−補間周期毎にパルス単位で出力されるので
、ブロックN1では2パルスまたは3パルスが、N2で
は3パルスまたは4パルスが周期的に出力される。
スに相当するパルスが出力され、ブロックN2では1補
間周期あたり3.5パルスに相当する速度が指令されて
いるとする。出力パルスは数値制御部40からサーボ回
路50に、−補間周期毎にパルス単位で出力されるので
、ブロックN1では2パルスまたは3パルスが、N2で
は3パルスまたは4パルスが周期的に出力される。
サーボ回路50でフィードフォワード制御を行うと、フ
ィードフォワード制御要素54に第6図のパルスが入力
されるので、時刻T3、T7、T10等では、本来速度
指令(ある時間単位での出力パルス)の変化がない個所
であるが、−補間周期毎に速度変化があったと見なされ
てフィードフォワード制御要素が動作してしまう。
ィードフォワード制御要素54に第6図のパルスが入力
されるので、時刻T3、T7、T10等では、本来速度
指令(ある時間単位での出力パルス)の変化がない個所
であるが、−補間周期毎に速度変化があったと見なされ
てフィードフォワード制御要素が動作してしまう。
逆に、時刻T9では本来は1.25パルス分の速度変化
があったにもかかわらず、■パルス分の速度変化しかな
いものと見なされて、フィードフォワード制御が正しく
行われない。
があったにもかかわらず、■パルス分の速度変化しかな
いものと見なされて、フィードフォワード制御が正しく
行われない。
すなわち、サーボ回路50では、数値制御部40からの
指令をパルス単位で受は取るので、速度変化が無い時で
も、1パルス分の指令のばらつきを速度変化とみなして
フィードフォワード制御を行い、かえって位置決め精度
を低下させ、加工誤差を増大させていた。
指令をパルス単位で受は取るので、速度変化が無い時で
も、1パルス分の指令のばらつきを速度変化とみなして
フィードフォワード制御を行い、かえって位置決め精度
を低下させ、加工誤差を増大させていた。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、指
令を8倍して補間して、フィードフォワード制御を行う
ようにしたフィードフォワード制御方式を提供すること
を目的とする。
令を8倍して補間して、フィードフォワード制御を行う
ようにしたフィードフォワード制御方式を提供すること
を目的とする。
本発明では上記課題を解決するために、数値制御装置で
のサーボモータを制御するためのフィードフォワード制
御方式において、指令を8倍する掛け算回路と、前記8
倍された指令を補間する補間器と、前記補間器からの補
間出力からフィードフォワード項を生成するフィードフ
ォワード制御要素と、前記補間出力に前記フィードフォ
ワード項を加算した出力を1/Nする割り算回路と、前
記割り算回路の出力を受けて、サーボモータを制御する
サーボ回路と、を有することを特徴とするフィードフォ
ワード制御方式が、 提供される。
のサーボモータを制御するためのフィードフォワード制
御方式において、指令を8倍する掛け算回路と、前記8
倍された指令を補間する補間器と、前記補間器からの補
間出力からフィードフォワード項を生成するフィードフ
ォワード制御要素と、前記補間出力に前記フィードフォ
ワード項を加算した出力を1/Nする割り算回路と、前
記割り算回路の出力を受けて、サーボモータを制御する
サーボ回路と、を有することを特徴とするフィードフォ
ワード制御方式が、 提供される。
また、
数値制御装置でのサーボモータを制御するためのフィー
ドフォワード制御方式において、指令を8倍する掛け算
回路と、前記8倍された指令を補間する補間器と、サー
ボ回路に設けられ、前記補間器からの補間出力からフィ
ードフォワード項を生成するフィードフォワード制御要
素と、前記フィードフォワード項を1/Nする第1の割
り算回路と、前記補間器の補間出力を1 / Nする第
2の割り算回路と、前記第2の割り算回路に、前記第1
の割り算回路の出力を加算して、サーボモータを制御す
る速度制御制御を出力する加算器と、を有することを特
徴とするフィードフォワード制御方式が、 提供される。
ドフォワード制御方式において、指令を8倍する掛け算
回路と、前記8倍された指令を補間する補間器と、サー
ボ回路に設けられ、前記補間器からの補間出力からフィ
ードフォワード項を生成するフィードフォワード制御要
素と、前記フィードフォワード項を1/Nする第1の割
り算回路と、前記補間器の補間出力を1 / Nする第
2の割り算回路と、前記第2の割り算回路に、前記第1
の割り算回路の出力を加算して、サーボモータを制御す
る速度制御制御を出力する加算器と、を有することを特
徴とするフィードフォワード制御方式が、 提供される。
数値制御部では、指令を8倍して補間を行う。
この結果、補間単位は指令単位より細かくなり、一定補
間時間当たりの補間出力は平均化され、1ブロツク内の
変動は無くなる。この補間出力を使用して、フィードフ
ォワード制御を行えば、正確なフィードフォワード制御
が可能になる。フィードフォワード項を加算した出力を
17Nしてからサーボ回路にパルスを出力すれば、補間
周期ごとのバラツキによる誤ったフィードフォワード制
御を防止できる。
間時間当たりの補間出力は平均化され、1ブロツク内の
変動は無くなる。この補間出力を使用して、フィードフ
ォワード制御を行えば、正確なフィードフォワード制御
が可能になる。フィードフォワード項を加算した出力を
17Nしてからサーボ回路にパルスを出力すれば、補間
周期ごとのバラツキによる誤ったフィードフォワード制
御を防止できる。
また、数値制御部で指令を8倍して、補間を行い、サー
ボ回路でフィードフォワード制御を行い、補間出力及び
フィードフォワード項を1/Nすれば、同様な機能を達
成できる。
ボ回路でフィードフォワード制御を行い、補間出力及び
フィードフォワード項を1/Nすれば、同様な機能を達
成できる。
これによって、−補間単位ごとのパルス出力の見かけ状
の速度変化によるフィードフォワード制御の悪影響を防
ぐ。
の速度変化によるフィードフォワード制御の悪影響を防
ぐ。
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第1図は本発明のフィードフォワード制御のブロック図
である。数値制御部10には補間器12があり、各軸の
補間を行う。実際は複数の軸があるが、他の軸の構成も
同じであるので、図では1軸のみ示している。指令は1
μm単位であるが、ここでは指令を掛け算回路11によ
って8倍する。
である。数値制御部10には補間器12があり、各軸の
補間を行う。実際は複数の軸があるが、他の軸の構成も
同じであるので、図では1軸のみ示している。指令は1
μm単位であるが、ここでは指令を掛け算回路11によ
って8倍する。
補間器12はこの8倍された指令を補間し、補間出力を
出力する。この補間出力は8倍されたパルス数となる。
出力する。この補間出力は8倍されたパルス数となる。
この補間出力はフィードフォワード制御要素13に人力
される。フィードフォワード制御要素13−では入力を
微分したものにαをかけ、加算器13に出力する。αは
フィードフォワード係数で、フィードフォワードを効か
せる度合いを決める。
される。フィードフォワード制御要素13−では入力を
微分したものにαをかけ、加算器13に出力する。αは
フィードフォワード係数で、フィードフォワードを効か
せる度合いを決める。
α=0でフィードフォワード制御を行わないことを意味
し、α=1で連続系ならば理論上サーボの遅れはOにな
る。実際にはαはOと1の間の数値に設定される。これ
は制御すべき廿−ボモータ及びサーボ回路等によって、
実験的に決定される。
し、α=1で連続系ならば理論上サーボの遅れはOにな
る。実際にはαはOと1の間の数値に設定される。これ
は制御すべき廿−ボモータ及びサーボ回路等によって、
実験的に決定される。
Sは微分を意味し、Pgはサーボ回路20のポジション
ゲインである。
ゲインである。
補間器12の補間出力と、フィードフォワード制御要素
13の出力は加算器14で加算される。
13の出力は加算器14で加算される。
すなわち、加算器14の出力は補間器12の補間出力に
フィードフォワード項を加えたものとなる。
フィードフォワード項を加えたものとなる。
この出力は8倍されているので、割り算回路15によっ
て、指令値の単位に戻されて、サーボ回路20に送られ
る。ここで、フィードフォワード制御は8倍された指令
で行われるので、例えばNを10とすれば、補間出力は
10倍され、一定補間周期毎の出力パルスは小数1桁ま
で、正確に出力されることになり、第6図のような変動
はなくなる。従って、正確なフィードフォワード制御が
可能になる。なお、数値制御部10のフィードフォワー
ド制御のフローチャートの詳細については後述する。
て、指令値の単位に戻されて、サーボ回路20に送られ
る。ここで、フィードフォワード制御は8倍された指令
で行われるので、例えばNを10とすれば、補間出力は
10倍され、一定補間周期毎の出力パルスは小数1桁ま
で、正確に出力されることになり、第6図のような変動
はなくなる。従って、正確なフィードフォワード制御が
可能になる。なお、数値制御部10のフィードフォワー
ド制御のフローチャートの詳細については後述する。
数値制御部10の出力パルスは補間周期ごとにサーボ回
路20に送られる。この出力パルスはサーボ回路20の
加算器21に人力される。加算器21は出力パルスから
サーボモータ3Dからの帰還パルスPfを差引き比例要
素22に人力する。
路20に送られる。この出力パルスはサーボ回路20の
加算器21に人力される。加算器21は出力パルスから
サーボモータ3Dからの帰還パルスPfを差引き比例要
素22に人力する。
Pgは比例ゲイン要素のポジションループゲインである
。比例要素22の出力、すなわち速度指令Vcはサーボ
モータ30に送られる。
。比例要素22の出力、すなわち速度指令Vcはサーボ
モータ30に送られる。
サーボモータ30はこの速度指令Vcによって回転する
。サーボモータ30の特性に相当する積分要素31は、
サーボモータの位置を位置帰還パルスPfとして、加算
器21に帰還する。
。サーボモータ30の特性に相当する積分要素31は、
サーボモータの位置を位置帰還パルスPfとして、加算
器21に帰還する。
第2図は数値制御部のフィードフォワード制御のフロー
チャートである。図において、Sに続く数値はステップ
番号を示す。
チャートである。図において、Sに続く数値はステップ
番号を示す。
[S1]NC指令を読み込む。
〔S2〕掛け算回路11で指令を8倍する。
〔S3〕補間器12によって、補間が行われる。
この補間出力は指令のN倍分の出力である。
〔S4〕フイードフオワード要素13によって、フィー
ドフォワード項を求める。
ドフォワード項を求める。
〔S5]フイ一ドフオワード項を補間出力に加算器14
で加える。
で加える。
〔S6〕補間出力を割り算回路15でl/Nする。
[57]1/Nu、た出力パルスをサーボ回路20に出
力する。
力する。
第3図はフィードフォワード制御要素が受は取る補間出
力の例を示す図である。横軸は時間、縦軸はパルス数を
示す。パルス数は一補間周期Δを毎に補間器12から補
間出力として出力されるが、補間器12は8倍された指
令を補間しているので、Nを10とすれば、ブロックN
Aでは常に25パルス、ブロックNBでは35パルスで
あり、第6図のような同一ブロック内での変動はなく、
フィードフォワード制御はT9のみで行われ、その他の
個所では実行されないので、第6図のような不具合は解
消される。
力の例を示す図である。横軸は時間、縦軸はパルス数を
示す。パルス数は一補間周期Δを毎に補間器12から補
間出力として出力されるが、補間器12は8倍された指
令を補間しているので、Nを10とすれば、ブロックN
Aでは常に25パルス、ブロックNBでは35パルスで
あり、第6図のような同一ブロック内での変動はなく、
フィードフォワード制御はT9のみで行われ、その他の
個所では実行されないので、第6図のような不具合は解
消される。
第4図はフィードフォワード方式の他の実施例のブロッ
ク図である。数値制御部60で、掛け算回路61は指令
を8倍し、補間器62は補間出力を圧力する。この補間
出力はサーボ回路70に送られる。
ク図である。数値制御部60で、掛け算回路61は指令
を8倍し、補間器62は補間出力を圧力する。この補間
出力はサーボ回路70に送られる。
サーボ回路70では、補間出力は割り算器71で1/N
されて本来の指令パルスに戻され、加算器72によって
、サーボモータ3oからのフィードバックパルスPfを
差し引かれて、比例要素73に入力される。ここで、P
gはポジションループゲインである。
されて本来の指令パルスに戻され、加算器72によって
、サーボモータ3oからのフィードバックパルスPfを
差し引かれて、比例要素73に入力される。ここで、P
gはポジションループゲインである。
一方、補間出力はフィードフォワード制御要素75に入
力され、フィードフォワード項が求められ、このフィー
ドフォワード項は8倍されているので、割り算回路76
で1/Nされ、加算器74に人力され、フィードフォワ
ード項の加えられた速度指令Vcがサーボモータ30に
出力される。
力され、フィードフォワード項が求められ、このフィー
ドフォワード項は8倍されているので、割り算回路76
で1/Nされ、加算器74に人力され、フィードフォワ
ード項の加えられた速度指令Vcがサーボモータ30に
出力される。
ここで、フィードフォワード要素75に入力される補間
出力は第3図に示すパルス列となり、ブロック内でのフ
ィードフォワード制御はされない。
出力は第3図に示すパルス列となり、ブロック内でのフ
ィードフォワード制御はされない。
従って、第1図の構成と同じように、正確なフィードフ
ォワード制御が可能になる。
ォワード制御が可能になる。
上記の説明ではNは10としたが、Nは補間器の補間遠
度等を考慮して決定される。
度等を考慮して決定される。
以上説明したように本発明では、指令を8倍して補間を
行い、その補間出力でフィードフォワード制御を行うよ
うに構成したので、正確なフィードフォワード制御が可
能になり、数値制御装置の位置決め精度が改善され、加
工精度が向上する。
行い、その補間出力でフィードフォワード制御を行うよ
うに構成したので、正確なフィードフォワード制御が可
能になり、数値制御装置の位置決め精度が改善され、加
工精度が向上する。
第1図は本発明のフィードフォワード制御のブロック図
、 第2図は数値制御部のフィードフォワード制御のフロー
チャート、 第3図はフィードフォワード制御要素が受は取る補間出
力を示す図、 第4図はフィードフォワード方式の他の実施例のブロッ
ク図、 第5図は従来の数値制御装置でのフィードフォワード制
御のブロック図、 第6図はサーボ回路が受は取るパルス列の例を示す図で
ある。 数値制御部 掛け算回路 ・−補間器 ・ フィードフォワード制御要素 加算器 割り算回路 −サーボ回路 加算器 比例要素 サーボモータ 数値制御部 ・ 掛け算回路 補間器 サーボ回路 ・ 割り算回路 ・ 加算器 比例ゲイン要素 −加算器 フィードフォワード制御要素 ・ ・ 割り算回路 r −一 −−=−1 第2図 第3図 第6図
、 第2図は数値制御部のフィードフォワード制御のフロー
チャート、 第3図はフィードフォワード制御要素が受は取る補間出
力を示す図、 第4図はフィードフォワード方式の他の実施例のブロッ
ク図、 第5図は従来の数値制御装置でのフィードフォワード制
御のブロック図、 第6図はサーボ回路が受は取るパルス列の例を示す図で
ある。 数値制御部 掛け算回路 ・−補間器 ・ フィードフォワード制御要素 加算器 割り算回路 −サーボ回路 加算器 比例要素 サーボモータ 数値制御部 ・ 掛け算回路 補間器 サーボ回路 ・ 割り算回路 ・ 加算器 比例ゲイン要素 −加算器 フィードフォワード制御要素 ・ ・ 割り算回路 r −一 −−=−1 第2図 第3図 第6図
Claims (4)
- (1)数値制御装置でのサーボモータを制御するための
フィードフォワード制御方式において、指令をN倍する
掛け算回路と、 前記N倍された指令を補間する補間器と、 前記補間器からの補間出力からフィードフォワード項を
生成するフィードフォワード制御要素と、前記補間出力
に前記フィードフォワード項を加算した出力を1/Nす
る割り算回路と、 前記割り算回路の出力を受けて、サーボモータを制御す
るサーボ回路と、 を有することを特徴とするフィードフォワード制御方式
。 - (2)前記フィードフォワード制御要素は前記補間出力
を微分する微分要素から構成されることを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載のフィードフォワード制御方式
。 - (3)数値制御装置でのサーボモータを制御するための
フィードフォワード制御方式において、指令をN倍する
掛け算回路と、 前記N倍された指令を補間する補間器と、 サーボ回路に設けられ、前記補間器からの補間出力から
フィードフォワード項を生成するフィードフォワード制
御要素と、 前記フィードフォワード項を1/Nする第1の割り算回
路と、 前記補間器の補間出力を1/Nする第2の割り算回路と
、 前記第2の割り算回路に、前記第1の割り算回路の出力
を加算して、サーボモータを制御する速度制御制御を出
力する加算器と、 を有することを特徴とするフィードフォワード制御方式
。 - (4)前記フィードフォワード制御要素は前記補間出力
を微分する微分要素から構成されることを特徴とする特
許請求の範囲第3項記載のフィードフォワード制御方式
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9816289A JPH02275508A (ja) | 1989-04-18 | 1989-04-18 | フィードフォワード制御方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9816289A JPH02275508A (ja) | 1989-04-18 | 1989-04-18 | フィードフォワード制御方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02275508A true JPH02275508A (ja) | 1990-11-09 |
Family
ID=14212406
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9816289A Pending JPH02275508A (ja) | 1989-04-18 | 1989-04-18 | フィードフォワード制御方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02275508A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04347706A (ja) * | 1991-05-24 | 1992-12-02 | Fanuc Ltd | バックラッシ加速制御方法 |
| CN102467131A (zh) * | 2010-11-12 | 2012-05-23 | 三菱电机株式会社 | 伺服控制器 |
-
1989
- 1989-04-18 JP JP9816289A patent/JPH02275508A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04347706A (ja) * | 1991-05-24 | 1992-12-02 | Fanuc Ltd | バックラッシ加速制御方法 |
| CN102467131A (zh) * | 2010-11-12 | 2012-05-23 | 三菱电机株式会社 | 伺服控制器 |
| JP2012104047A (ja) * | 2010-11-12 | 2012-05-31 | Mitsubishi Electric Corp | サーボ制御器 |
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