JP2002014709A - ロボットコントローラ - Google Patents
ロボットコントローラInfo
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/10—Greenhouse gas [GHG] capture, material saving, heat recovery or other energy efficient measures, e.g. motor control, characterised by manufacturing processes, e.g. for rolling metal or metal working
Landscapes
- Manipulator (AREA)
- Numerical Control (AREA)
Abstract
ステムの動作時に電源遮断があった場合でも、電源の回
復時に容易に停止時のタスク状態を引継いで再開させ
る。 【解決手段】 ロボットコントローラは、複数のプログ
ラムに基づいて、複数のタスクを予め与えられた優先順
位に従って実行する。PUカード(カードPC)は、シ
ステムの動作時に停電等による電源遮断が発生すると、
その時点におけるタスク情報、ステータス情報、サーボ
情報等の復電用のバックアップデータをバックアップR
AMに記憶し、電源回復時に、バックアップRAMに記
憶されたバックアップデータに基づいて電源遮断時のタ
スク状態を復元し、再起動時に、全てのプログラムが起
動される間はダミータスクを優先順位を最も高くして実
行する。上記タスク状態を復元するにあたって、OSに
よるシステムリソースの決定後、バックアップデータに
基づいて、DRAMのメモリ空間に対するタスク情報の
合せ込みを行なう。
Description
に基づいて、複数のタスクを優先順位に従って実行する
マルチタスク機能を備えたロボットコントローラに関す
る。
加工を行なうロボットシステムにおいては、マルチタス
ク機能を備えたロボットコントローラが用いられてきて
いる。このロボットコントローラは、複数のプログラム
に基づいて、複数のタスクを優先順位に従って実行する
ことにより、ロボット本体の各軸や、視覚装置やティー
チングペンダント等の周辺機器を制御するようになって
いる。このマルチタスク機能により、各プログラムが機
能別に単純化され、プログラミング作業を極めて容易に
行なうことができる。
ては、作業実行時に停電等が発生して電源が遮断された
ときに、ロボットコントローラにおいて、全タスク(プ
ログラム)の停止処理が行なわれてプログラムが初期化
され、ロボット本体の停止処理が行なわれる。そして、
電源が回復した後、ロボットシステムを再起動させるに
あたっては、オペレータが、加工中のワーク等を取外す
と共に、逐次的な逆動作により工程を戻してロボット本
体を初期状態(原点位置)に戻す復帰作業を行なった上
で、再起動操作を行なう必要があった。
ローラにおいては、マルチタスク機能により複数のプロ
グラム(タスク)を並行して実行させているため、再起
動時に、競合するタスクの起動順序の調整ができず、電
源遮断時のタスク状態を引継いでシステムを再開させる
ことができない事情があった。そのため、ロボットシス
テムを再起動させるまでにオペレータによる復帰作業な
どを必要とし、時間がかかる欠点があった。また、電源
遮断時に加工途中であったワークを無駄にしてしまう不
具合もあった。
で、その目的は、マルチタスク機能を備えるものにあっ
て、システムの動作時に電源遮断があった場合でも、電
源の回復時に容易に停止時のタスク状態を引継いで再開
させることができ、ひいてはオペレータによる面倒な復
帰作業を不要とすると共に、無駄時間やワークの無駄を
なくすことができるロボットコントローラを提供するに
ある。
に、本発明のロボットコントローラは、マルチタスク機
能を備えるものにあって、停電等による電源遮断時に、
バックアップ手段により、その時点におけるタスク情
報、ステータス情報、サーボ情報等の復電用のデータを
記憶させ、電源回復時に、復元手段により、バックアッ
プ手段により記憶されたバックアップデータに基づいて
電源遮断時のタスク状態を復元させると共に、電源回復
後の再起動時に、全てのプログラムが起動される間は、
ダミータスク実行手段により、待ち状態を発生するダミ
ータスクを優先順位を最も高くして実行させるようにし
たものである(請求項1の発明)。
生した後、電源回復時には、復元手段により、電源遮断
時のタスク状態が復元されるようになる。ここで、その
状態から単純に再起動をかけた場合には、競合するタス
クの起動順序の調整ができなくなり、電源遮断時のタス
ク状態がうまく引継がれない虞がある。ところが、再起
動時に、ダミータスク実行手段により、ダミータスクが
実行されることにより、その間に全てのプログラムを起
動させ、優先順位に応じたタスクスケジュールを完了さ
せることができるので、ダミータスクの終了後に、電源
遮断時のタスク状態を引継いでシステムを再開させるこ
とができる。
にあたり、タスク生成時のシステムリソースの決定(メ
モリアロケート)がOS管理により行なわれる場合、主
記憶装置のメモリ空間(各プログラムやデータのアドレ
ス)が電源遮断前の状態と合致しなくなる虞があるが、
バックアップデータに基づいて、主記憶装置のメモリ空
間に対するタスク情報の合せ込みを行なうことにより
(請求項2の発明)、プログラムカウンタやスタック内
容を新たなメモリ空間用に展開することができ、混乱な
くタスク状態を復元させることができる。
ボットシステムに適用した一実施例について、図面を参
照しながら説明する。まず、図1は、ロボットシステム
1の全体構成を概略的に示しており、ここで、作業テー
ブル2上には組付治具3が載置され、その作業テーブル
2の奥側にロボット本体4が設置されている。この場
合、ロボット本体4は、水平多関節型ロボットから構成
され、その先端に、第1及び第2のワーク5及び6を把
持(チャック)するためのハンド7が設けられている。
装置8が2列に設けられており、夫々大形の第1のワー
ク5と、小形の第2のワーク6とを、その左端部の取出
位置に搬送するようになっている。図示はしないが、こ
のコンベア装置8の取出位置部分には、該取出位置にワ
ーク5,6が供給されていることを検出するためのセン
サが夫々設けられている。一方、作業テーブル2の左側
には、組立てられた製品が収容されるパレット9が設け
られている。また、前記作業テーブル2部分には、組み
付け状態の検査を行うためのカメラなどの視覚装置10
が設けられている。
ーラ11は、前記ロボット本体4の各軸のモータ12
(図2参照)及びハンド7を制御すると共に、シーケン
サ13を介して前記コンベア装置8を制御するようにな
っている。このとき、前記シーケンサ13には、起動ス
イッチ等を有する操作盤14が接続されている。また、
前記ロボットコントローラ11には、前記センサからの
信号が入力されると共に、前記視覚装置10からのデー
タが入力されるようになっている。さらに、図示はしな
いが、ロボットコントローラ11には、ロボット本体4
の手動操作用のティーチングペンダントや、プログラム
入力用のパソコン等も接続されるようになっている。
ドウエア的構成を模式的に示している。このロボットコ
ントローラ11は、電源ボード15、この電源ボード1
5に接続されたマザーボード16、このマザーボード1
6に接続されたCPUカード(メインボード)17、こ
のCPUカード17に接続され上記した周辺機器やセン
サ等が接続されるI/Oカード18を備えると共に、前
記ロボット本体4の各軸のモータ12等を制御するため
の、サーボカード19、サーボハーネスボード20、パ
ワーボード21等を備えて構成されている。
の各軸制御用のCPU22や、外部とのデータの授受を
行なうDP(デュアルポート)RAM23等を備え、前
記CPUカード17から与えられた動作指令信号及び、
各軸のモータ12に付設されたエンコーダ30からのフ
ィードバック信号、電流フィードバック信号に基づい
て、モータ制御信号をサーボハーネスボード20に出力
するようになっている。サーボハーネスボード20は、
PWM信号を生成してパワーボード21に出力し、該パ
ワーボード21に各軸毎(例えば8軸分)に設けられた
インバータ回路24が駆動されるようになっている。
PC25を備えると共に、外部とのデータの授受を行な
うDPRAM26、後述するバックアップデータを記憶
するためのSRAMからなるバックアップRAM27、
前記パソコンから入力された後述するプログラム(ユー
ザプログラム)が記憶されるフラッシュROM28等を
備えて構成されている。前記カードPC25は、CPU
や主記憶装置としてのDRAM29(図8にイメージで
示す)等を備えて構成されている。尚、本実施例では、
OSとして、組込み型リアルタイムOS(VxWork
s(登録商標))が採用されている。
ラ11は、予め入力(記憶)されたユーザプログラム及
び、ティーチングされた部品取出位置や組付け位置等の
データに基づいて、ロボットシステム1に次のような作
業を行わせるようになっている。
ア装置8の取出位置に供給された第1のワーク5を取出
して組付治具3上にセットし、次いで、コンベア装置8
の取出位置に供給された第2のワーク6を、組付治具3
上の第1のワーク5上に組付ける作業を2回繰返す。次
に、視覚装置8により、組付け状態を検査(チェック)
し、OKの場合には、組付けた製品をロボット本体4に
よりパレット9に投入する。検査結果がNGの場合に
は、その製品をロボット本体4により不良品位置へ搬出
する。そして、次のワーク5,6が取出位置に存在する
かをセンサによりチェックし、10秒間検出できないと
きには、アラームを出力してオペレータに報知する。
上記のような作業を、マルチタスク機能により実現する
ようになっている。この場合、上記作業は、次の4つの
プログラムから構成され、これらを優先順位の高い方か
ら並べると、 PRO_MAIN :プログラム起動用メインプログラム PRO_WORK :コンベア上ワーク監視プログラム PRO_MOVE :ワーク組付けプログラム PRO_CHECK :組付状態チェックプログラム
フェースをとるためのIOとして、 118:第1のワーク5取出位置に供給 119:第2のワーク6取出位置に供給 120:視覚チェック開始セマフォ 121:視覚チェック終了セマフォ 122:視覚チェックOK/NG判断フラグ が用いられる。さらに、カウンタとして、 I0003:ワーク監視用秒数カウンタ が用いられる。
ログラムの詳しい中身の記述は省略)を示している。
「PROGRAM PRO_MAIN」でプログラム起
動用のメインプログラムが動作されると、まず、「CA
LL INITIAL」で各IO,カウンタが初期化さ
れ、次いで「RUN PRO_MOVE」でワーク組付
けプログラムが起動され、「RUN PRO_CHEC
K」で組付状態チェックプログラムが起動され、「RU
N PRO_WORK」でコンベア上ワーク監視プログ
ラムが起動される。最後に「END」が記述される。
ーチャートは、それぞれ、「PRO_MOVE」、「P
RO_CHECK」、「PRO_WORK」のプログラ
ムによる処理手順を示している。また、図7には、これ
らプログラムによる、優先順位に従って実行されるマル
チタスクの処理の流れを示している。尚、図7中の丸数
字は、図4ないし図6のフローチャートの各ステップの
左側に付した丸数字と対応している。
いては、まず、ステップS1にてアーム使用権取得、速
度設定等の初期化処理が行なわれる。そして、ステップ
S2にて、IO[118]がオンするつまり第1のワー
ク5が取出位置に来るのを待ち、取出位置に来たら、ス
テップS3にてその第1のワーク5を取出して組付治具
3上にセットする。次いで、ステップS4にて、IO
[119]がオンするつまり第2のワーク6が取出位置
に来るのを待ち、取出位置に来たら、ステップS5にて
その第2のワーク6を取出して組付治具3上の第1のワ
ーク5に組付ける。このステップS4,S5は2回繰返
される。
0]をセット(オン)させて製品のチェック開始を指示
し、IO[121]がオンするつまり検査が終了するの
を待つ。検査が終了すると、IO[121]をリセット
(オフ)させる。次のステップS7では、IO[12
2]にて検査結果を判定し、OKであった場合には、そ
の製品をパレット9の所定位置に移動させ、NGであっ
た場合には、その製品を、不良品位置へ移動させる。
ては、まず、ステップS11にて、IO[120]がセ
ットされるつまり製品のチェック開始の指示を待ち、指
示があったときには、次回のためにIO[120]をリ
セットさせる。そして、ステップS12にて、視覚装置
10による組付状態の検査を実行し、ステップS13に
て、その結果をIO[122]にセットする。ステップ
S14にて、IO[121]をオンさせて検査終了を知
らせる。
おいては、まず、ステップS21にて、1秒間(100
0ms)待つことが行なわれ、1秒経過後に、ステップ
S22にて、センサの検出に基づき第1及び第2のワー
ク5及び6が共に取出位置に来ていないかどうかが判断
される。このとき、センサの検出に基づいて、IO[1
18]及びIO[119]がオン,オフされる。そし
て、第1及び第2のワーク5及び6が共に取出位置にな
い場合には(ステップS22にてYes)、ステップS
23にてカウンタI0003が1だけインクリメントさ
れる。ワーク5,6が存在する場合(ステップS22に
てNo)には、ステップS24にて、カウンタI000
3がクリアされる。さらに、ステップS25では、カウ
ンタI0003のカウント値により、10秒が経過した
かどうかが判断され、10秒間ワーク5,6を検出でき
ないときには(Yes)、ステップS26にてアラーム
が出力される。
すようなマルチタスクの処理が行なわれる。このとき、
詳しい説明は省略するが、プログラム起動用メインプロ
グラムが実行されると、優先順位に従って各プログラム
が実行され、例えば優先順位1番のコンベア上ワーク監
視プログラムにおける1秒待ち(ステップS21)の間
に、優先順位2番のワーク組付けプログラムに移り、こ
のワーク組付けプログラムに待ち時間が発生する(ステ
ップS2)と、優先順位3番の組付状態チェックプログ
ラムの実行に移り、それらワーク組付けプログラムある
いは組付状態チェックプログラムの実行中に、コンベア
上ワーク監視プログラムの処理が発生すると、それら優
先順位の低いプログラムが中断されて優先順位のより高
いプログラムの実行に移行するといった処理の流れとな
る。
ログラムが機能別に単純化されるので、オペレータによ
るプログラミング作業を極めて容易に行なうことができ
るのである。尚、図7には、ロボットシステム1の動作
中にあるタイミングで停電等による電源遮断がなされた
ときの様子も示されており、ここでは、図4〜図6に☆
で示した処理の実行中に電源遮断されたものとしてい
る。また、後述するように、電源回復後の再起動時に、
待ち時間を発生する(外部に対しては何もしない)ダミ
ータスクが最も高い優先順位にて実行されるようになっ
ている。
(フローチャート説明)にて詳述するように、前記CP
Uカード17(カードPC25)は、そのソフトウエア
的構成により、バックアップ手段、復元手段、ダミータ
スク実行手段として機能するようになっている。
作時に停電等による電源遮断が発生すると、その時点に
おけるタスク情報、ステータス情報、サーボ情報等の復
電用のバックアップデータをバックアップRAM27に
記憶するようになっている。そして、電源回復時に、バ
ックアップRAM27に記憶されたバックアップデータ
に基づいて電源遮断時のタスク状態を復元し、再起動時
に、全てのプログラムが起動される間は、ダミータスク
を優先順位を最も高くして実行するようになっている。
のタスク状態を復元するにあたり、OSによるシステム
リソースの決定(メモリアロケート)後、バックアップ
データに基づいて、DRAM29のメモリ空間に対する
タスク情報の合せ込みを行なうようになっている。尚、
このとき、図8(a)は、前記カードPC25内のDR
AM29のメモリ空間の構成をイメージとして示してお
り、DRAM29内には、各プログラム(PRO1,P
RO2,PRO3)が展開されていると共に、各プログ
ラム用のデータ(スタック,ブレークポインタ等)が記
憶され、また、各プログラムに対応してPC(プログラ
ムカウンタ)が設けられる。
し図15も参照して述べる。上述のように、ロボットコ
ントローラ11は、図7に示すような流れにより各プロ
グラム(タスク)を実行し、ロボットシステム1による
作業が行なわれるのであるが、今、そのマルチタスク実
行の途中(ロボット本体4の作業の途中)で、例えば図
7に示すタイミングで(図4〜図6のフローチャートに
星印を付した処理中)、停電等による電源遮断が発生し
たとする。図9ないし図15のフローチャートは、電源
遮断時から電源回復後の再起動時までにロボットコント
ローラ11のCPUカード17が実行する処理の手順の
概略(要点)を示している。
体の処理手順の概要を示しており、電源遮断が検出され
ると、ステップS31にて、OS管理により、プログラ
ム情報(どういったプログラムが実行されているか等)
がセーブされる。次のステップS32では、「電源断エ
ラー」処理、リクエストが実行される。この処理は、別
タスクにて、実行されていた全てのタスクを停止させる
内部処理が行なわれると共に、ロボット本体4及び周辺
機器の停止処理が行なわれる。そして、全てのタスクの
停止処理が行なわれると(ステップS33にてYe
s)、ステップS34にて、復電源用のデータのバック
アップ(バックアップRAM27への記憶)が行なわれ
る。
プ(図9のステップS34)の処理の詳しい手順を示し
ている。即ち、まずステップS41では、パラメータや
実行プログラム数等の条件のチェックにより、復電が可
か不可かがチェックされる。図示していないが、復電不
可の場合には、そのまま処理を終了する。復電可の場合
には、次のステップS42にて、タスク情報がバックア
ップされる。このタスク情報は、タスク内容、タスク管
理テーブル、ブレークポイント、スタック内容、実行中
の行等の、復元に必要なプログラムとしての情報であ
る。
や周辺機器を含めたIO状態(動作状態)を示すスタッ
ク情報がバックアップされる。ステップS44では、特
殊命令への対応が行なわれる。ここでは、例えば通信途
中等の復電不可となる特殊命令が実行中であるかどうか
のチェックが行なわれ、図示はしないが、復電不可とな
る特殊命令の実行中であれば、復電不可として処理を終
了する。ステップS45では、ロボット本体4の各軸の
速度、加速度、動作種類、現在位置、目標位置等の、軸
動作の継続に必要なサーボ情報がバックアップされる。
最後に、ステップS46にて、復電可(バックアップ完
了)を示すフラグがセットされ、処理を終了する。これ
にて、図8(b)に示すように、バックアップRAM2
7に復電用のデータ(バックアップデータ)が記憶され
るのである。
11及び図12に示すようなタスク状態の復元の処理が
実行される。即ち、図11は、電源回復時における全体
の処理手順の概要を示しており、電源が回復されると、
ステップS51にて、パラメータやデータセーブ済み等
の復電可かどうかのチェックが行なわれる。復電可であ
る場合には、ステップS52にて、タスク状態(プログ
ラム状態)の復元の処理が実行される。
ク状態の復元の処理の詳しい手順を示している。まず、
ステップS61にて、バックアップデータの読込みが行
なわれ、次のステップS62にて、復元させるタスクの
初期化の処理が行なわれる。このタスクの初期化処理で
は、上記電源遮断時に起動していたタスク(プログラ
ム)を一旦生成(ロード)し、OSによりシステムリソ
ース(メモリ空間への展開、配置等)を決定することが
行なわれる。
テムリソースの決定(メモリアロケート)がOS管理に
より行なわれる場合、図8(c)に示すように、DRA
M29(主記憶装置)のメモリ空間(各プログラムやデ
ータのアドレス)が電源遮断前の状態と合致しなくなる
虞がある。そこで、次のステップS63では、バックア
ップデータに基づいて、DRAM29のメモリ空間に対
するタスク情報の合せ込みが行なわれる。このタスク情
報の合せ込みは、図8にそのイメージを示すように、P
C、スタック内容、スタックポインタ、タスク優先順位
等のタスク状態の復元に必要な情報を、新たなメモリ空
間のアドレスに変更する等により行なわれ、これにて、
PCやスタックを新たなメモリ空間用に調整することが
でき、混乱なくタスク状態を復元させることができるよ
うになるのである。
体4や周辺機器の動作に必要なサーボ情報の復元が行な
われる。ステップS65では、実行中の行番号等の、ペ
ンダントの表示等に関連する必要な表示用データの復元
が行なわれる。ステップS66では、ロボット本体4や
周辺機器を含めたIO状態(動作状態)を示すスタック
情報が復元される。以上の処理により、電源遮断時に起
動していたタスク(プログラムの実態)が復元され、起
動待ち状態となるのである。
再起動の指示(例えば操作盤14のスイッチ操作)がな
されると、図13〜図15に示す起動処理が実行され
る。図13に示すように、起動処理においては、まずス
テップS71にて各種のチェック(停止キーが入ってい
ない等)が行なわれる。NG時には、そのまま終了す
る。次に、ステップS72にて、復電用のタスクの生成
の処理が行なわれる。
72の復電用タスクの生成の処理(復元したタスクの起
動)の詳細を示しており、まずステップS81では、ダ
ミータスクの生成,起動が行なわれる。このダミータス
クは、復元した他のタスク(プログラム)よりも高い優
先順位を有し、待ち時間を生成する(何もしない)タス
クである。そして、このダミータスクの起動の後、ステ
ップS82にて、復元した他の複数のタスク(プログラ
ム)の起動が順次行なわれる。この場合、タスクの起動
順序を考慮する必要はなく、この起動の処理において
は、OSによってタスクスケジュールされるのみであっ
て、プログラムは未だ走らない。
が完了すると、ステップS83にてダミータスクが削除
される。従って、前記ダミータスクの実行による処理
は、図15に示す通りとなり、他の全てのタスクが起動
されるまで、何もせずにループし続けるようになり(ス
テップS91)、他の全てのタスクが起動が完了する
と、復電用タスクによって削除されるようになる。
後の再起動時には、まず、優先順位が最も高いダミータ
スクが実行され、そのダミータスクの終了後、スケジュ
ールされた各タスク(プログラム)が、優先順位に従っ
て実行されるようになり、電源遮断時のタスク状態がそ
のまま引継がれた状態で制御が再開され、ロボットシス
テム1の中断時からの作業(図7の例では第2のワーク
6の組付け)が継続して実行されるようになるのであ
る。
ラ11によれば、マルチタスク機能を備えるものにあっ
て、システムの動作時に電源遮断があった場合でも、従
来のような、プログラムが初期化され、ロボット本体を
初期状態に戻した上で、再起動操作を行なう必要があっ
たものと異なり、電源の回復時に容易に停止時のタスク
状態を引継いで再開させることができるようになった。
この結果、オペレータによる面倒な復帰作業を不要とす
ると共に、無駄時間やワーク5,6の無駄をなくすこと
ができるという優れた効果を得ることができるものであ
る。
一例として、ワーク5,6の組付け作業を行なうものに
本発明を適用した場合を述べたが、本発明は、ロボット
本体の構成や作業内容も含めて様々なロボットシステム
を制御するロボットコントローラに適用することが可能
である。この場合、各タスク(プログラム)についても
種々変更されることは勿論である。また、ロボットコン
トローラのハードウエア構成や、OSの種類などについ
ても種々の変形が可能であるなど、本発明は要旨を逸脱
しない範囲内で、適宜変更して実施し得るものである。
テムの外観構成を概略的に示す斜視図
略的に示すブロック図
フローチャート
示すフローチャート
順を示すフローチャート
ト
合せ込みのイメージを示す図
ート
ーチャート
ャート
チャート
ト
はコンベア装置(周辺機器)、10は視覚装置(周辺機
器)、11はロボットコントローラ、17はCPUカー
ド、25はカードPC(復元手段,ダミータスク実行手
段)、27はバックアップRAM(バックアップ手段)
を示す。
Claims (2)
- 【請求項1】 ロボット本体及びその周辺機器を制御す
るものであって、複数のプログラムに基づいて、複数の
タスクを予め与えられた優先順位に従って実行するマル
チタスク機能を備えたロボットコントローラにおいて、 停電等による電源遮断時に、その時点におけるタスク情
報、ステータス情報、サーボ情報等の復電用のデータを
記憶するバックアップ手段と、 電源回復時に、前記バックアップ手段により記憶された
バックアップデータに基づいて電源遮断時のタスク状態
を復元させる復元手段と、 電源回復後の再起動時に、全てのプログラムが起動され
る間は、待ち状態を発生するダミータスクを優先順位を
最も高くして実行するダミータスク実行手段とを具備す
ることを特徴とするロボットコントローラ。 - 【請求項2】 前記復元手段は、OSによるシステムリ
ソースの決定後、前記バックアップデータに基づいて、
主記憶装置のメモリ空間に対するタスク情報の合せ込み
を行なうことを特徴とする請求項1記載のロボットコン
トローラ。
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---|---|---|---|
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---|---|---|---|
JP2000198766A JP4131078B2 (ja) | 2000-06-30 | 2000-06-30 | ロボットコントローラ |
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JP4131078B2 JP4131078B2 (ja) | 2008-08-13 |
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