JP2005242486A - Servo controller - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、サーボモータの制御をサーボソフトウェアで行うサーボ制御装置に関する。 The present invention relates to a servo control device that controls a servo motor with servo software.
数値制御装置によって駆動制御される機械としては、例えばNC旋盤やNCフライス盤等の工作機械や電動式射出成形機や産業用ロボット等の種々のものがある。従来の数値制御装置では、個々の機械を駆動制御するためにもソフトウェアは機械毎に生成されている。これらソフトウェアはそれ自体で完結した、単独で用いることができる構成とし、数値制御装置内のROMやハードディスク等の不揮発記憶領域に格納されている。 Examples of machines that are driven and controlled by the numerical control device include various machines such as machine tools such as NC lathes and NC milling machines, electric injection molding machines, and industrial robots. In the conventional numerical control apparatus, software is generated for each machine in order to drive and control each machine. These softwares are configured by themselves and can be used alone, and are stored in a nonvolatile storage area such as a ROM or a hard disk in the numerical controller.
また、上記各機械においても複数の駆動機構を備える、それぞれ同じあるいは異なる動作を行うことにより全体として所定の動作を行っている。このように複数の駆動機構を駆動するためには、これらの駆動機構が備えるサーボモータにそれぞれ所定の機能を実行させる必要がある。サーボモータはサーボ演算部によって駆動される。サーボ演算部は、上位制御部から受けた指令をサーボソフトウェアで解釈してサーボモータを制御することによってサーボモータの制御を行う。 Each of the machines is also provided with a plurality of drive mechanisms, and performs a predetermined operation as a whole by performing the same or different operations. In order to drive a plurality of drive mechanisms as described above, it is necessary to cause the servo motors included in these drive mechanisms to execute predetermined functions. The servo motor is driven by a servo calculation unit. The servo calculation unit controls the servo motor by interpreting the command received from the host control unit with servo software and controlling the servo motor.
そのため、複数のサーボモータを制御するサーボ制御装置は、各サーボモータに対してそれぞれ個別の機能を実行させるためのサーボソフトウェアを各サーボ演算装置に備える必要がある。
従来、サーボ制御装置の上位制御部の不揮発記憶領域に、サーボ制御装置が制御しようとするサーボモータが必要とする全てのサーボソフトウェアを格納しておき、サーボ制御装置が制御を行う各サーボ演算装置に対して、上位制御部が格納する全てのサーボソフトウェアをローディングする。
Therefore, a servo control device that controls a plurality of servo motors needs to have servo software for causing each servo motor to execute an individual function.
Conventionally, all servo software required by the servo motor to be controlled by the servo control device is stored in the non-volatile storage area of the upper control unit of the servo control device, and each servo arithmetic device that is controlled by the servo control device On the other hand, all the servo software stored in the host controller is loaded.
図10は従来のサーボソフトウェアのサーボ演算装置へのローディングを説明するための概略図である。
図10において、サーボ制御装置11は上位制御部12とサーボ演算部13を備える。サーボ制御装置11は、非揮発記憶領域12bに全てのサーボソフトウェア(サーボソフトウェアA,サーボソフトウェアB,サーボソフトウェアC)を格納し、サーボ演算部13−1,13−2に対して全てのサーボソフトウェアをローディングする。
サーボ演算部13−1,13−2は、上位制御部12からローディングした全てのサーボソフトウェアの中からそれぞれ所定の機能を実行するに必要なサーボソフトウェアを用いることによりサーボモータ14−1、14−2の駆動制御を行う。
FIG. 10 is a schematic diagram for explaining loading of conventional servo software into a servo arithmetic device.
In FIG. 10, the servo control device 11 includes a
The servo calculation units 13-1 and 13-2 use the servo software necessary for executing a predetermined function from among all the servo software loaded from the
サーボ軸を制御するサーボソフトウェアは、サーボ軸の特性により各種の機能が必要になる。例えば、サーボ軸の特性として、モータの種類、検出器の種類、直線軸か、回転軸か、水平軸か、重力軸か、高精度の軸か等があり、これらサーボ軸の特性に合ったサーボソフトウェアを使用する必要がある。そのため、その全てに対応するには膨大なプログラム容量が必要となる。
したがって、膨大なプログラム量のサーボソフトウェアを上位制御部やサーボ演算部に格納するには、上位制御部の不揮発記憶領域、及びサーボ演算部の揮発記憶領域も大きな容量を必要とするという問題がある。
The servo software that controls the servo axis requires various functions depending on the characteristics of the servo axis. For example, servo axis characteristics include motor type, detector type, linear axis, rotary axis, horizontal axis, gravity axis, high-precision axis, etc. Need to use servo software. Therefore, enormous program capacity is required to handle all of them.
Therefore, in order to store a large amount of servo software in the host control unit or servo calculation unit, there is a problem that the non-volatile storage area of the host control unit and the volatile storage area of the servo calculation unit also require a large capacity. .
また、サーボ演算部では、不要なプログラム部分についても実行することになるため、サーボソフトウェアを実行するための時間も増え、リアルタイムな処理に支障を来すことになる。
また、サーボソフトウェアのプログラム容量が増えるにしたがって、このプログラムを開発するための開発工数も増え、開発時間や開発コストが増加するという問題も生じることになる。
そこで、本発明は、サーボ演算部においてサーボソフトウェアの格納に要する揮発記憶領域を減少させることを目的とする。また、サーボ演算部での演算速度の低下を防ぐことを目的とする。
In addition, since the servo calculation unit also executes unnecessary program portions, the time for executing the servo software increases, which impedes real-time processing.
Further, as the servo software program capacity increases, the number of development steps for developing this program also increases, resulting in a problem that development time and development cost increase.
Accordingly, an object of the present invention is to reduce a volatile storage area required for storing servo software in a servo calculation unit. It is another object of the present invention to prevent a decrease in calculation speed in the servo calculation unit.
本発明は、サーボ制御装置において、サーボ軸の特性や、各種移動動作や加工動作のためのサーボモータの実行等、種々の機能毎に複数のサーボソフトウェアを準備しておく。上位制御部は、これらのサーボソフトウェアを格納しておき、各サーボ演算部に対して最も適したサーボソフトウェアのみをローディングする。サーボ演算部はローディングしたサーボソフトウェアにより所定の動作を実行する。 In the servo control device, a plurality of servo software is prepared for each of various functions such as the characteristics of the servo axis and the execution of the servo motor for various movement operations and machining operations. The host control unit stores these servo software, and loads only the servo software most suitable for each servo calculation unit. The servo calculation unit executes a predetermined operation by the loaded servo software.
あるいは、本発明は、サーボソフトウェアを、基本となるソフトウェアと機能毎のソフトウェアとに分けてモジュール化して準備しておく。上位制御部は、サーボ軸の特性と、そのサーボ軸特性に適したサーボソフトウェアのモジュールの組み合わせとの対応関係をテーブル等の形態で用意しておく。上位制御部は、使用するサーボ軸に対して、前記対応関係から最適なサーボソフトウェアのモジュールを選択し、サーボ演算部にローディングする。サーボ演算部は、ローディングしたサーボソフトウェアのモジュールにより所定の動作を実行する。 Alternatively, in the present invention, the servo software is prepared by dividing it into basic software and software for each function. The host controller prepares a correspondence relationship between the servo axis characteristics and the combination of servo software modules suitable for the servo axis characteristics in the form of a table or the like. The host control unit selects the optimum servo software module from the correspondence relationship for the servo axis to be used, and loads the selected servo software module on the servo calculation unit. The servo calculation unit executes a predetermined operation by the loaded servo software module.
本発明のサーボ制御装置は、上位制御部と、上位制御部から入力した移動指令をサーボソフトウェアで演算処理するサーボ演算部とを備え、サーボ演算部の演算結果に基づいてサーボモータを駆動制御するサーボ制御装置である。
上位制御部は、複数のサーボソフトウェアを記憶する記憶手段と、サーボソフトウェアとサーボモータとを対応させる対応手段と、記憶手段に記憶するサーボソフトウェアを前記サーボ演算部に転送する転送手段を備える。
The servo control device of the present invention includes a host control unit and a servo calculation unit that performs arithmetic processing on a movement command input from the host control unit with servo software, and drives and controls the servo motor based on the calculation result of the servo calculation unit. Servo control device.
The host control unit includes a storage unit that stores a plurality of servo software, a corresponding unit that associates the servo software with the servo motor, and a transfer unit that transfers the servo software stored in the storage unit to the servo calculation unit.
転送手段は、指定手段による指定に基づいて、複数のサーボソフトウェアから指定された少なくとも何れか一つのサーボソフトウェアをサーボ演算部に転送する。サーボ演算部は、転送されたサーボソフトウェアに基づいて、対応手段で対応づけられたサーボモータを駆動制御する。
本発明によれば、サーボ演算部は、上位制御部が格納するサーボソフトウェアの中から指定手段で指定されたサーボソフトウェアのみのローディングで済むため、サーボソフトウェアを格納するための記憶容量を減少させることができる。
また、対応手段によってサーボソフトウェアとサーボモータとの対応関係を定めておき、サーボ演算部は、上位制御部からサーボソフトウェアをローディングすると共に、上位制御部から当該サーボソフトウェアを実行させるサーボモータの情報を得ることによってサーボモータを駆動制御する。
The transfer means transfers at least one of the servo software designated from the plurality of servo software to the servo calculation unit based on the designation by the designation means. The servo calculation unit drives and controls the servo motor associated with the corresponding unit based on the transferred servo software.
According to the present invention, since the servo calculation unit only needs to load the servo software designated by the designation means from among the servo software stored in the host control unit, the storage capacity for storing the servo software can be reduced. Can do.
Also, the correspondence relationship between the servo software and the servo motor is determined by the corresponding means, and the servo calculation unit loads the servo software from the upper control unit and also obtains information on the servo motor that executes the servo software from the upper control unit. The servo motor is driven and controlled by obtaining.
本発明のサーボ制御装置に用いるサーボソフトウェアは2つの形態とすることができる。
サーボソフトウェアの第1の形態は、単独で所定の機能を実行するプログラムである。上位制御部は、各サーボ演算部で用いる機能を実行するためのプログラムを記憶領域に格納しておき、これらのプログラムの中から各サーボ演算部で用いるプログラムのみをローディングする。各サーボ演算部は、ローディングしたプログラムを用いてサーボモータの駆動制御を行う。
The servo software used in the servo control device of the present invention can be in two forms.
The first form of the servo software is a program that executes a predetermined function independently. The host control unit stores a program for executing a function used in each servo calculation unit in a storage area, and loads only a program used in each servo calculation unit from these programs. Each servo calculation unit performs drive control of the servo motor using the loaded program.
また、サーボソフトウェアの第2の形態は、それぞれ共通のプログラム部分と機能別のプログラム部分を含むモジュール構造で構成される。上位制御部は、各サーボ演算部に共通するプログラム部分と、各サーボ演算部で用いる機能を実行するための機能別のプログラム部分を記憶領域に格納しておき、これらのプログラム部分の中から、共通するプログラム部分と各サーボ演算部で用いる機能のプログラム部分とをローディングする。各サーボ演算部は、ローディングした共通プログラム部分と機能別プログラム部分との組み合わせによって、所定の機能を実現するサーボソフトウェアを構成しサーボモータの駆動制御を行う。 Further, the second form of the servo software has a module structure including a common program part and a function-specific program part. The upper control unit stores a program part common to each servo calculation part and a function-specific program part for executing a function used in each servo calculation part in a storage area, and from these program parts, The common program part and the program part of the function used in each servo calculation part are loaded. Each servo calculation unit constitutes servo software that realizes a predetermined function by a combination of the loaded common program part and the function-specific program part, and performs drive control of the servo motor.
サーボソフトウェアを指定する指定手段は、パラメータ、設定ピン、あるいは外部信号のいずれかとすることができる。なお、パラメータ、設定ピン、外部信号は、サーボソフトウェアを特定するための一形態であり、その他の形態とすることもできる。指定手段は、サーボ制御装置の任意の部分あるいは外部に設けることができる。サーボ制御装置内に設ける場合には、例えばサーボ演算部が備える記憶手段に格納するパラメータや、サーボ演算部が備える設定ピンにより指定することができる。 The designation means for designating the servo software can be either a parameter, a setting pin, or an external signal. The parameters, setting pins, and external signals are one form for specifying the servo software, and other forms may be used. The designation means can be provided at any part of the servo control device or outside. When provided in the servo control device, for example, it can be specified by a parameter stored in a storage unit provided in the servo calculation unit or a setting pin provided in the servo calculation unit.
また、サーボソフトウェアがモジュール構造である場合には、前記パラメータ、設定ピン、外部信号等とサーボソフトウェアのモジュールの組み合わせとの対応関係を対応テーブルにより予め記憶しておき、指定に対応するモジュールの組み合わせを対応テーブルから読み出し、サーボソフトウェアのモジュールを読み出す。
また、サーボ演算部は複数のサーボモータの駆動を制御する場合があり、サーボ演算部によって所定の機能を実行させるためには、ローディングしたサーボソフトウェアがいずれのサーボモータを駆動制御すればよいかを特定する必要がある。
そこで、サーボソフトウェアと当該サーボソフトウェアが駆動制御するサーボモータとの対応関係を予め定めておき、この対応関係に基づいてサーボソフトウェアが実行するサーボモータを特定する。
If the servo software has a module structure, the correspondence between the parameters, setting pins, external signals, etc. and the combination of servo software modules is stored in advance in a correspondence table, and the combination of modules corresponding to the designation Is read from the correspondence table, and the servo software module is read.
In addition, the servo calculation unit may control driving of a plurality of servo motors, and in order to execute a predetermined function by the servo calculation unit, which servo motor should be controlled by the loaded servo software. Need to be identified.
Therefore, a correspondence relationship between the servo software and a servo motor that is driven and controlled by the servo software is determined in advance, and a servo motor to be executed by the servo software is specified based on the correspondence relationship.
本発明の上位制御部は、サーボソフトウェアとサーボモータの対応関係を格納しておき、サーボソフトウェアに対してサーボモータを特定しサーボ演算部に転送する。サーボソフトウェアとサーボモータとの対応関係を定める対応手段は、パラメータ、設定ピン、あるいは外部信号のいずれかの形態とすることができ、これらパラメータ等の設定を変えることによってサーボソフトウェアとサーボモータとの対応関係を変更することもできる。なお、パラメータ、設定ピン、外部信号は、サーボソフトウェアとサーボモータとの対応を特定するための一形態であり、その他の形態とすることもできる。
また、本発明のサーボ制御装置はさらに復号化プログラムを備える。復号化プログラムは、暗号化された複数のサーボソフトウェアを復号化プログラムにより復号して使用する。
The host control unit of the present invention stores the correspondence between the servo software and the servo motor, specifies the servo motor with respect to the servo software, and transfers the servo motor to the servo calculation unit. Corresponding means for determining the correspondence between the servo software and the servo motor can be in the form of parameters, setting pins, or external signals. By changing the setting of these parameters, the servo software and the servo motor The correspondence can also be changed. The parameters, setting pins, and external signals are one form for specifying the correspondence between the servo software and the servo motor, and other forms may be used.
The servo control device of the present invention further includes a decoding program. The decryption program uses a plurality of encrypted servo software after decryption by the decryption program.
上位制御部は暗号化されたサーボソフトウェアを記憶し、サーボ演算部は復号化プログラムを記憶する。サーボ演算部は上位制御部から送られた暗号化されたサーボソフトウェアを復号化プログラムによって復号化する。
サーボ演算部はDSPで構成することができる。復号化プログラムはDSPのマスクROMに格納しておくことができる。
The host control unit stores encrypted servo software, and the servo calculation unit stores a decryption program. The servo calculation unit decrypts the encrypted servo software sent from the host control unit by the decryption program.
The servo calculation unit can be configured by a DSP. The decryption program can be stored in the mask ROM of the DSP.
本発明によれば、必要とするサーボソフトウェアのみをサーボ演算部にローディングするため、サーボソフトウェアの格納に要する揮発記憶領域を減少させることができる。
また、サーボ演算部の揮発記憶領域には使用しないサーボソフトウェアが格納されていないため、不要なサーボソフトウェアの実行を防いで、サーボ演算部での演算速度の低下を防ぐことができる。
According to the present invention, since only the necessary servo software is loaded into the servo operation unit, the volatile storage area required for storing the servo software can be reduced.
In addition, since the servo software that is not used is not stored in the volatile storage area of the servo calculation unit, it is possible to prevent unnecessary servo software from being executed and to prevent a reduction in calculation speed in the servo calculation unit.
以下、本発明の実施の形態について、図を参照しながら詳細に説明する。
本発明の第1の形態は、機能毎に複数のサーボソフトウェアをサーボ制御装置の上位に準備しておき、この中から各機能を実行するために最も適したサーボソフトウェアのみをサーボ制御装置の下位にローディングし、ローディングしたサーボソフトウェアを用いてサーボモータを駆動制御する形態である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
In the first embodiment of the present invention, a plurality of servo software is prepared for each function at the upper level of the servo control device, and only the most suitable servo software for executing each function is selected from the servo control device. The servo motor is driven and controlled using the loaded servo software.
図1は第1の形態を説明するための概略図である。図1において、サーボ制御装置は、サーボ軸に対してそれぞれ異なる機能を実行させるためサーボソフトウェアA,B,C,…を備える。各サーボソフトウェアは基本部分と各機能に固有の機能部分とから構成される。例えば、機能aを実行させるサーボソフトウェアAは、基本部分と機能a部分の各ソフトウェアにより構成され、機能bを実行させるサーボソフトウェアBは、基本部分と機能b部分の各ソフトウェアにより構成される。なお、基本部分は基本動作をサーボ軸に実行させるためのソフトウェアであり、この基本部分のみによってサーボ軸に基本動作を実行させることができる。 FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the first embodiment. In FIG. 1, the servo control device includes servo software A, B, C,... For executing different functions on the servo axes. Each servo software is composed of a basic part and a functional part unique to each function. For example, the servo software A that executes the function a is composed of software for a basic part and a function a part, and the servo software B that executes the function b is composed of software for a basic part and a function b part. The basic part is software for causing the servo axis to perform basic operations, and the servo axis can be caused to execute basic operations only by this basic part.
サーボ制御装置の上位部分はこれらのサーボソフトウェアA,B,C,…を準備しておき、各サーボ軸に対して所定の機能を実施させる際には、これらサーボソフトウェアA,B,C,…から各サーボ軸に最適なサーボソフトウェアを選択する。
例えば、機能aを実施する場合にはサーボソフトウェアA,B,C,…から機能aの実施に用いるサーボソフトウェアAを選択し、機能bを実施する場合にはサーボソフトウェアA,B,C,…から機能bの実施に用いるサーボソフトウェアBを選択する。また、機能a及び機能bを実施する場合にはサーボソフトウェアA,B,C,…から機能aの実施に用いるサーボソフトウェアAと機能bの実施に用いるサーボソフトウェアBを選択する。
The upper part of the servo control device prepares these servo software A, B, C,..., And when executing a predetermined function for each servo axis, these servo software A, B, C,. Select the optimum servo software for each servo axis.
For example, when the function a is performed, the servo software A used for the function a is selected from the servo software A, B, C,..., And when the function b is performed, the servo software A, B, C,. Servo software B to be used for execution of function b is selected. Further, when executing the function a and the function b, the servo software A used for executing the function a and the servo software B used for executing the function b are selected from the servo software A, B, C,.
本発明の第2の形態は、サーボソフトウェアを、基本となるソフトウェアと機能毎のソフトウェアとに分けてモジュール化して準備しておく。また、サーボ軸の特性とそのサーボ軸特性に適したサーボソフトウェアのモジュールの組み合わせとの対応関係を用意しておく。
サーボ制御装置の上位制御部は、使用するサーボ軸に対して対応関係に基づいて最適なサーボソフトウェアのモジュールの組み合わせを選択してサーボ制御装置の下位にローディングし、ローディングしたサーボソフトウェアのモジュールを用いてサーボモータを駆動制御する形態である。
In the second embodiment of the present invention, servo software is prepared by dividing it into basic software and software for each function. Also, a correspondence relationship between the servo axis characteristics and the combination of servo software modules suitable for the servo axis characteristics is prepared.
The upper control unit of the servo controller selects the optimal combination of servo software modules based on the corresponding relationship with the servo axis to be used, loads it to the lower level of the servo controller, and uses the loaded servo software module. The servo motor is driven and controlled.
図2は第2の形態を説明するための概略図である。図2において、サーボ制御装置は、基本モジュールMと各機能のモジュールam,bm,cm,…を備える。
各サーボソフトウェアは基本モジュールMと各機能のモジュール部分am,bm,cm,…との組み合わせにより構成される。例えば、機能aのサーボソフトウェアは、基本モジュールMと機能aの機能モジュールamとの組み合わせにより構成され、機能bのサーボソフトウェアは、基本モジュールMと機能bの機能モジュールbmとの組み合わせにより構成される。また、機能a,bのサーボソフトウェアは、基本モジュールMと機能aの機能モジュールamと機能bの機能モジュールbmとの組み合わせにより構成される。
次に、本発明の第1の形態によるサーボ制御装置の構成例について、図3の本発明のサーボ制御装置の第1の構成例を説明するための概略ブロック図を用いて説明する。
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the second embodiment. 2, the servo control device includes a basic module M and modules am, bm, cm,... For each function.
Each servo software is composed of a combination of a basic module M and module portions am, bm, cm,. For example, the servo software for function a is composed of a combination of a basic module M and a function module am for function a, and the servo software for function b is composed of a combination of the basic module M and a function module bm for function b. . The servo software for the functions a and b is composed of a combination of the basic module M, the function module am for the function a, and the function module bm for the function b.
Next, a configuration example of the servo control device according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to a schematic block diagram for explaining a first configuration example of the servo control device of the present invention shown in FIG.
図3において、第1の構成例のサーボ制御装置1は、CNC装置等により構成される上位制御部2と、各サーボ軸を駆動制御するサーボ演算部3を備える。
上位制御部2は、サーボソフトウェアや各種対応関係を記憶している不揮発記憶領域2b,2cと、サーボを指定する指定手段2dと、揮発記憶領域に格納するサーボソフトウェアをサーボ演算部3に転送してローディングを行う転送手段2aを備える。
In FIG. 3, the
The
ここで、不揮発記憶領域2bは複数のサーボソフトウェア(サーボソフトウェアA,B,C,…)を格納する。上位制御部2からサーボ演算部3にサーボソフトウェアを転送するには、不揮発記憶領域2bに格納している複数のサーボソフトウェアの中から転送するサーボソフトウェアを特定する必要がある。このサーボソフトウェアの特定はパラメータ、設定ピン、あるいは外部信号によって行う。
Here, the nonvolatile storage area 2b stores a plurality of servo software (servo software A, B, C,...). In order to transfer servo software from the
上位制御部2は、パラメータ、設定ピン、あるいは外部信号によってサーボソフトウェアを特定し、不揮発記憶領域2bから特定したサーボソフトウェアを読み出し、転送手段2aによってサーボ演算部3に転送する。
本発明は、パラメータ、設定ピン、あるいは外部信号によってサーボソフトウェアを特定するために、パラメータ、設定ピン、あるいは外部信号とサーボソフトウェアとの対応関係を用意しておき、この対応関係を用いて、入力したパラメータ、設定ピン、あるいは外部信号に対するサーボソフトウェアを取得する。
そこで、上位制御部2は、不揮発記憶領域2bに格納する複数のサーボソフトウェアから特定のサーボソフトウェアを読み出すために、サーボソフトウェアを特定するパラメータ(又は設定ピンあるいは外部信号)とサーボソフトウェアとの対応関係を格納する不揮発記憶領域2cを備える。
The
In the present invention, in order to specify servo software by a parameter, a setting pin, or an external signal, a correspondence relationship between the parameter, a setting pin, or an external signal and the servo software is prepared. Get the servo software for the selected parameter, setting pin, or external signal.
Therefore, the
また、サーボ演算部3は駆動制御するサーボ軸及びサーボモータを複数備える場合がある。このような場合には、サーボ演算部3は転送手段2aから転送されたサーボソフトウェアによりどのサーボモータを駆動制御するかを特定する必要がある。そこで、上位制御部2は、サーボソフトウェアによってどのサーボモータを駆動制御するかを特定するために、サーボモータを指定する指定手段を備える。このサーボモータを指定する指定手段は、パラメータ、設定ピン、あるいは外部信号とすることができる。なお、パラメータは不揮発記憶領域に格納することができる。
The
一方、サーボ制御装置1は、複数のサーボ演算部3(3−1,3−2,…)を備えることができる。複数のサーボ演算部3は、上位制御部2からローディングしたサーボソフトウェアを用いて所定の機能を実施する。図3では、サーボ演算部3−1により機能aを実施する例を示し、サーボ演算部3−2により機能bを実施する例を示している。
On the other hand, the
以下、機能サーボ演算部3−1を例として説明する。
サーボ演算部3−1は、サーボ軸を駆動するサーボモータ4−1を備える。図3ではサーボモータ4−1a,4−1bを備える例を示しているが、設置するサーボモータの個数は実施する機能に応じて設定される。また、各サーボ軸に対して複数のサーボモータを設けることもできる。
サーボ演算部3−1は揮発記憶領域3−1aを備え、上位制御部2の転送手段2aからローディングされたサーボソフトウェアを格納する。サーボソフトウェアは揮発記憶領域に格納されるため、実行する機能を変更する毎に揮発記憶領域にサーボソフトウェアを格納することにより、1つのサーボ演算部による複数種類の機能を実行することができる。
また、サーボ演算部3−1は、上位制御部2の指定手段で指定されるサーボモータについてサーボソフトウェアによる駆動制御を行う。
Hereinafter, the functional servo calculation unit 3-1 will be described as an example.
The servo calculation unit 3-1 includes a servo motor 4-1 that drives the servo shaft. Although FIG. 3 shows an example in which the servo motors 4-1a and 4-1b are provided, the number of servo motors to be installed is set according to the function to be performed. A plurality of servo motors may be provided for each servo axis.
The servo calculation unit 3-1 includes a volatile storage area 3-1 a and stores servo software loaded from the transfer unit 2 a of the
In addition, the servo calculation unit 3-1 performs drive control using servo software for the servo motor specified by the specifying unit of the
図4は、第1の構成例のサーボ制御装置1による動作例を示す図である。なお、以下の()中に示す数字は図4中に数字と対応している。また、Sの符号を付した数字は図3,4中の丸数字と対応している。
上位制御部2は、サーボ演算部で使用するサーボソフトウェアの指定を受け(S1)、指定されたサーボソフトウェアを不揮発記憶領域2bに知らせ(S2)、読み出したサーボソフトウェアをサーボ演算部3に転送する(S3)。
FIG. 4 is a diagram illustrating an operation example by the
The
このサーボソフトウェアの指定は、例えばサーボ演算部3の記憶手段に格納したパラメータ(1)や、サーボ演算部3が備える設定ピン(2)によって行う他、サーボ演算部3に対して外部から入力することもできる。外部信号によってサーボソフトウェアと指定する場合には、外部信号はサーボ演算部3から上位制御部2に入力する他、サーボ演算部3以外の装置や入力手段から上位制御部2に直接に入力する構成としてもよい(3)。
The designation of the servo software is performed by, for example, the parameter (1) stored in the storage means of the
不揮発記憶領域2cには、パラメータ(又は設定ピンや外部信号)とサーボソフトウェアとの対応関係が格納されており、この対応関係を用いて、入力されたパラメータ(又は設定ピンや外部信号)に対応する例えばサーボソフトウェア名(5)や機能名等の情報を読み出す(S2)。
不揮発記憶領域2bは、例えばサーボソフトウェア名等の情報に基づいてサーボソフトウェア(6)を読み出し、転送手段2aはこの読み出したサーボソフトウェアをサーボ演算部3に転送する。図3,4ではサーボソフトウェアA,Bを読み出して転送する例を示している(S3)。
The non-volatile memory area 2c stores the correspondence between parameters (or setting pins and external signals) and servo software, and uses this correspondence to correspond to the input parameters (or setting pins and external signals). For example, information such as servo software name (5) and function name is read (S2).
The nonvolatile storage area 2b reads the servo software (6) based on information such as the servo software name, for example, and the transfer means 2a transfers the read servo software to the
サーボ演算部3−1は、転送されたサーボソフトウェア(9)を揮発記憶領域3-1aに格納し、サーボ演算部3−2は、転送されたサーボソフトウェア(10)を揮発記憶領域3-1bに格納する。
一方、上位制御部2の指定手段2d(例えば不揮発記憶領域)には、例えばサーボソフトウェアとの対応関係等によって、サーボモータを指定する指定情報が設定されている(S4)。サーボ演算部3は、指定手段からサーボモータの指定(8)を受ける(S5)。
サーボ演算部3−1は、サーボソフトウェアA(9)とサーボモータの指定(8)とを受け、指定されたサーボモータ4-1a,4-1bを駆動制御する。また、サーボ演算部3−2は、サーボソフトウェアB(10)とサーボモータの指定(8)とを受け、演算結果(11)を指定されたサーボモータ4-2a,4-2bに渡して駆動制御を行う(12)。
The servo calculation unit 3-1 stores the transferred servo software (9) in the volatile storage area 3-1a, and the servo calculation unit 3-2 stores the transferred servo software (10) in the volatile storage area 3-1b. To store.
On the other hand, designation information for designating a servo motor is set in the designation means 2d (for example, a non-volatile storage area) of the
The servo calculation unit 3-1 receives the servo software A (9) and the servo motor designation (8), and drives and controls the designated servo motors 4-1a and 4-1b. The servo calculation unit 3-2 receives the servo software B (10) and the servo motor designation (8), and passes the calculation result (11) to the designated servo motors 4-2a and 4-2b for driving. Control is performed (12).
図5は、第1の形態において、上位制御部とサーボ演算部1〜3との間のサーボソフトウェアのローディングを説明するための図である。
上位制御部は機能(機能a,機能b,…)毎に複数のサーボソフトウェアA,B,…を準備しておく。上位制御部は、この中から各機能を実行するために最も適したサーボソフトウェアのみをサーボ演算部にローディングし、サーボ演算部はローディングされたサーボソフトウェアを用いてサーボモータを駆動制御し所定の機能を実施する。
FIG. 5 is a diagram for explaining loading of servo software between the upper control unit and the
The upper control unit prepares a plurality of servo software A, B,... For each function (function a, function b,...). The upper control unit loads only the servo software most suitable for executing each function from the above into the servo calculation unit, and the servo calculation unit controls the drive of the servo motor using the loaded servo software and performs a predetermined function. To implement.
ここで、各サーボソフトウェアは基本部分と機能部分とを備える。基本部分はこの部分のみによって基本動作を行うことができ、機能部分は基本部分と組み合わせるとによって各機能を実施することができる。
このローディングにおいて、上位制御部に対して、サーボ軸の特性に応じて、パラメータ、設定ピン、あるいは外部信号等の指定手段により、どのサーボ演算部に、どのサーボソフトウェアをローディングするかを知らせる。
例えば、サーボ演算部1,3に対してパラメータ“A”を設定してサーボソフトウェアAを指定することにより、サーボソフトウェアAはサーボ演算部1,3にローディングされる。また、サーボ演算部2に対してパラメータ“B”を設定してサーボソフトウェアBを指定することにより、サーボソフトBはサーボ演算部2にローディングされる。
Here, each servo software includes a basic part and a functional part. The basic part can perform basic operations only by this part, and the functional part can perform each function by combining with the basic part.
In this loading, the servo controller is informed of which servo software is to be loaded by a designation means such as a parameter, a setting pin, or an external signal in accordance with the characteristics of the servo axis.
For example, by setting the parameter “A” for the
また、パラメータ“N”の設定において該当するサーボソフトウェアnが存在しない場合には、例えば、任意に設定したサーボソフトウェアをサーボ演算部にローディングするように定めておく。これによって、サーボ演算部には少なくとも基本部分がローディングされ、基本動作の実施が可能となり、装置が立ち上がらないという事態を防ぐことができる。また、このとき同時に、ユーザに対して該当するサーボソフトウェアが存在していない旨のワーニングを出して注意を喚起することができる。 Further, when the corresponding servo software n does not exist in the setting of the parameter “N”, for example, it is determined that the arbitrarily set servo software is loaded into the servo calculation unit. As a result, at least the basic part is loaded on the servo calculation unit, the basic operation can be performed, and the situation where the apparatus does not start up can be prevented. At the same time, a warning that the corresponding servo software does not exist can be issued to alert the user.
次に、本発明の第2の形態によるサーボ制御装置の構成例について、図6の本発明のサーボ制御装置の第2の構成例を説明するための概略ブロック図を用いて説明する。
本発明の第2の形態は、サーボソフトウェアを、基本となるソフトウェアと機能毎のソフトウェアとに分けてモジュール化して準備しておき、また、サーボ軸の特性に応じて最適なサーボソフトウェアのモジュールの組み合わせをサーボ演算部にローディングして、サーボモータを駆動制御する形態である。
Next, a configuration example of the servo control device according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to a schematic block diagram for explaining a second configuration example of the servo control device of the present invention shown in FIG.
In the second embodiment of the present invention, servo software is divided into basic software and software for each function, and is prepared as a module. Also, an optimum servo software module according to the characteristics of the servo axis is prepared. In this embodiment, the servomotor is driven and controlled by loading the combination into the servo calculation unit.
図6において、第2の構成例のサーボ制御装置1は第1の構成例と同様に、CNC装置等により構成される上位制御部2と、各サーボ軸を駆動制御するサーボ演算部3を備える。
第2の構成例の構成と第1の構成例の構成とは、上位制御部に構成において相違し、その他の構成は共通とすることができるため、以下では相違する構成についてのみ説明し、共通する構成については説明を省略する。
In FIG. 6, the
The configuration of the second configuration example and the configuration of the first configuration example are different from each other in the configuration of the host control unit, and other configurations can be made common. Therefore, only the different configurations will be described below and shared. The description of the configuration to be omitted is omitted.
上位制御部2は、モジュール化されたサーボソフトウェアを記憶している不揮発記憶領域2bと、サーボ演算部とモジュールの組み合わせとの対応関係を格納する不揮発記憶領域2eと、サーボを指定する指定手段2dと、揮発記憶領域に格納しているサーボソフトウェアをサーボ演算部3に転送してローディングを行う転送手段2aを備える。
The
ここで、不揮発記憶領域2bは複数の機能のサーボソフトウェアを基本モジュールMと各機能部分の機能モジュールam,bm,cm,…の形態でモジュール化して格納する。各機能a,b,c,は、基本モジュールMと機能モジュールam,bm,cm,…との組み合わせによって実施することができる。例えば、機能aのサーボソフトウェアは基本モジュールMと機能モジュールamとの組み合わせにより構成することができ、機能bのサーボソフトウェアは基本モジュールMと機能モジュールbmとの組み合わせにより構成することができる。また、機能a,bを実施するサーボソフトウェアは基本モジュールMと機能モジュールamと機能モジュールbmとの組み合わせによって構成することができる。 Here, the nonvolatile storage area 2b stores servo software having a plurality of functions in the form of a basic module M and functional modules am, bm, cm,. Each function a, b, c can be implemented by a combination of the basic module M and the function modules am, bm, cm,. For example, the servo software for function a can be configured by a combination of the basic module M and the function module am, and the servo software for function b can be configured by a combination of the basic module M and the function module bm. The servo software for executing the functions a and b can be constituted by a combination of the basic module M, the function module am, and the function module bm.
所定の機能をサーボ演算部に実施させるには、どのような組み合わせの機能モジュールでサーボソフトウェアを構成するかを定める必要がある。本発明は、この機能モジュールの組み合わせを対応テーブルの形態で備えることができる。 In order for the servo calculation unit to perform a predetermined function, it is necessary to determine what combination of function modules constitute the servo software. In the present invention, this combination of functional modules can be provided in the form of a correspondence table.
図7は、第2の形態において、上位制御部とサーボ演算部1〜3との間のサーボソフトウェアのローディングを説明するための図である。
上位制御部は機能(機能a,機能b,…)を実施するソフトウェアをモジュール化し、基本モジュールMと、機能aのための機能モジュールam,機能bのための機能モジュールbm,機能cのための機能モジュールcm,…等の機能毎に機能モジュールとを準備しておく。上位制御部は、この中から各機能を実行するために最も適した組み合わせのモジュールをサーボ演算部にローディングし、サーボ演算部はローディングされたモジュールを組み合わせてサーボソフトウェアを構成し、サーボモータを駆動制御し所定の機能を実施する。
FIG. 7 is a diagram for explaining loading of servo software between the upper control unit and the
The higher-level control unit modularizes software for executing the functions (function a, function b,...), And the basic module M, the function module am for the function a, the function module bm for the function b, and the function c. A functional module is prepared for each function such as the functional modules cm,. The host control unit loads the most suitable combination of modules for executing each function from these into the servo calculation unit, and the servo calculation unit combines the loaded modules to configure the servo software to drive the servo motor. Control and implement a predetermined function.
このローディングにおいて、対応テーブルは、各サーボ演算部に対してどの組み合わせのモジュールを転送するかの対応関係を定めている。例えば図7では、モジュールの組み合わせを表したタイプを定め、このタイプを各サーボ演算部に設定することによって、各サーボ演算部のモジュールの組み合わせを定め、図8に各タイプに対するモジュールの組み合わせを定めている。 In this loading, the correspondence table defines the correspondence of which combination of modules is transferred to each servo calculation unit. For example, in FIG. 7, a type representing a combination of modules is determined, and by setting this type in each servo calculation unit, a combination of modules of each servo calculation unit is determined, and in FIG. 8, a combination of modules for each type is determined. ing.
例えば、タイプ1は機能aと機能dを実施するモジュールの組み合わせであって、基本モジュールと機能モジュールamと機能モジュールbmからなり、タイプ2は機能bと機能cを実施するモジュールの組み合わせであって、基本モジュールと機能モジュールbmと機能モジュールcmからなる。
図7において、サーボ演算部1にタイプ1を設定した場合には、対応テーブルによりタイプ1には基本モジュールと機能モジュールamと機能モジュールdmの組み合わせが設定されているため、この組み合わせのモジュールがサーボ演算部1にローディングされる。
For example,
In FIG. 7, when
また、同様に、サーボ演算部2にタイプ2を設定した場合には、対応テーブルによりタイプ2には基本モジュールと機能モジュールbmと機能モジュールcmの組み合わせが設定されているため、この組み合わせのモジュールがサーボ演算部2にローディングされる。
第2の形態では、サーボソフトウェアの基本部分と機能毎のモジュールとを上位制御部上の不揮発記憶領域に格納しておき、また、タイプ毎にどの機能モジュールを組み合わせるかを決める対応テーブルを準備しておくことにより、各サーボ演算部で使用するモジュールの選択及び設定を容易とすることができ、また、モジュールの組み合わせの変更も容易に行うことができる。
なお、機能モジュールの組み合わせは、テーブルの形態で備える構成に限らず、機能モジュール毎に選択するパラメータを準備する構成とすることもできる。
Similarly, when
In the second mode, the basic part of the servo software and the module for each function are stored in the non-volatile storage area on the host controller, and a correspondence table for determining which function module is to be combined for each type is prepared. Therefore, it is possible to easily select and set the modules used in each servo calculation unit, and it is also possible to easily change the combination of modules.
Note that the combination of functional modules is not limited to the configuration provided in the form of a table, but may be configured to prepare parameters to be selected for each functional module.
さらに、本発明は、サーボソフトウェアを暗号化することにより、サーボソフトウェアのセキュリティを高めることができる。
図9は、サーボソフトウェアの暗号化及び復号化の構成を説明するための図である。図9において、上位制御部2は暗号化されたサーボソフトウェアを取り込んで不揮発記憶領域2bに格納し、サーボ演算部3に転送する。
一方、サーボ演算部3は、不揮発記憶領域に復号化プログラムを格納し、上位制御部2から転送された暗号化サーボソフトウェアを復号化して実行する。
Furthermore, the present invention can increase the security of servo software by encrypting the servo software.
FIG. 9 is a diagram for explaining a configuration of encryption and decryption of servo software. In FIG. 9, the
On the other hand, the
サーボソフトウェアの作成において、完成したサーボソフトウェアA,B,…をパソコン等の所定の処理手段によって暗号化して暗号化サーボソフトウェアA′,B′,…を作成する。暗号化サーボソフトウェアA′,B′,…は上位制御部の不揮発記憶領域に格納しておく。この暗号化サーボソフトウェアA′,B′,…の格納において、前記した本発明の第1及び第2の形態を適用することができる。第1の形態を適用する場合には、機能毎に暗号化サーボソフトウェアA′,B′,…を作成し、この機能の暗号化サーボソフトウェアA′,B′,…を上位制御部に記憶しておく。また、第2の形態を適用する場合には、サーボソフトウェアをモジュール構成とし、このモジュール単位で暗号化した暗号化モジュールを作成し、上位制御部に記憶しておく。
サーボ制御装置1の電源をONとした時点において、サーボ演算部3の不揮発記憶領域に前記した形態と同様にして暗号化サーボソフトウェアあるいは暗号化モジュールを書き込む。サーボ演算部3は、暗号化されたままのサーボソフトウェアでは稼働することができないので、内部の不揮発記憶領域に格納された復号化プログラムを実行して暗号化サーボソフトウェアあるいは暗号化モジュールを復号化して元の状態に戻した後、アンプ5を駆動してサーボモータ4を制御する。
In creating the servo software, the completed servo software A, B,... Is encrypted by a predetermined processing means such as a personal computer to create encrypted servo software A ′, B ′,. The encrypted servo software A ′, B ′,... Are stored in the nonvolatile storage area of the upper control unit. In storing the encrypted servo software A ′, B ′,..., The first and second embodiments of the present invention described above can be applied. When the first embodiment is applied, encrypted servo software A ′, B ′,... Is created for each function, and the encrypted servo software A ′, B ′,. Keep it. When the second mode is applied, the servo software has a module configuration, and an encrypted module encrypted in units of modules is created and stored in the upper control unit.
When the
なお、サーボ演算部において、外部ROMなどの外部記憶手段に格納しておくと、暗号が解読される可能性がある。このような場合の対策として、サーボ演算部をディジタルシグナルプロセッサ(DSP)で形成し、このDSPの内部のマスクROM領域に格納することで、復号プログラムの取り出しを防ぐことができる。 If the servo calculation unit stores the data in an external storage means such as an external ROM, the encryption may be decrypted. As a countermeasure against such a case, it is possible to prevent the decoding program from being taken out by forming the servo operation section by a digital signal processor (DSP) and storing it in the mask ROM area inside the DSP.
本発明の実施の形態によれば、機能毎にサーボソフトウェアを作成することにより、プログラム容量が小さくなり、開発工数が少なくなる。また、サーボ演算装置の揮発記憶領域が小さくて済むため、コスト的に有利になる。
また、サーボ演算部において、プログラム容量が小さいため、処理時間を短縮することができる。また、サーボ軸の特性に合った機能を容易に選択し、設定することができる。 対応テーブルを用いることによって、様々なタイプの機能を持つサーボソフトウェアをモジュールの組み合わせによって容易に作成可能となる。
According to the embodiment of the present invention, by creating servo software for each function, the program capacity is reduced and the development man-hour is reduced. Further, since the volatile storage area of the servo arithmetic unit can be small, it is advantageous in terms of cost.
Further, since the program capacity is small in the servo calculation unit, the processing time can be shortened. It is also possible to easily select and set a function that matches the characteristics of the servo axis. By using the correspondence table, servo software having various types of functions can be easily created by combining modules.
本発明の技術は、NC旋盤やNCフライス盤等の工作機械や電動式射出成形機や産業用ロボット等の種々のものに適用することができる。 The technology of the present invention can be applied to various machines such as NC lathes and NC milling machines, electric injection molding machines, industrial robots, and the like.
1,11 サーボ制御装置
2,12 上位制御部
2a,12a 転送手段
2b,2c,2e,12b 不揮発記憶領域
2d 指定手段
2e 対応テーブル
3,3−1,3−2、13−1,13−2 サーボ演算部
3-1a,3-2a 揮発記憶領域
4,4-1a,4-1b,4-2a,4-2b,14-1a,14-1b,14-2a,14-2b サーボモータ
5 アンプ
1,11
Claims (9)
前記上位制御部は、複数のサーボソフトウェアを記憶する記憶手段と、
前記サーボソフトウェアとサーボモータとを対応させる対応手段と、
前記記憶手段に記憶するサーボソフトウェアを前記サーボ演算部に転送する転送手段を備え、
前記転送手段は、指定手段による指定に基づいて、前記複数のサーボソフトウェアから指定された少なくとも何れか一つのサーボソフトウェアを前記サーボ演算部に転送し、
前記サーボ演算部は、前記転送されたサーボソフトウェアに基づいて、前記対応手段で対応づけられたサーボモータを駆動制御することを特徴とする前記サーボ制御装置。 In a servo control device that includes a host control unit and a servo calculation unit that performs arithmetic processing on a movement command input from the host control unit using servo software, and drives and controls a servo motor based on a calculation result of the servo calculation unit.
The upper control unit includes storage means for storing a plurality of servo software,
Corresponding means for associating the servo software with the servo motor;
Transfer means for transferring servo software stored in the storage means to the servo calculation unit;
The transfer means transfers at least any one servo software designated from the plurality of servo software to the servo operation unit based on designation by the designation means,
The servo control device, wherein the servo calculation unit drives and controls a servo motor associated with the correspondence unit based on the transferred servo software.
前記サーボ演算部は前記復号化プログラムを記憶し、
前記サーボ演算部は前記上位制御部から送られた暗号化されたサーボソフトウェアを前記復号化プログラムによって復号化することを特徴とする請求項7に記載のサーボ制御装置。 The upper control unit stores encrypted servo software,
The servo calculation unit stores the decoding program,
8. The servo control apparatus according to claim 7, wherein the servo calculation unit decrypts the encrypted servo software sent from the host control unit by the decryption program.
9. The servo control apparatus according to claim 8, wherein the servo calculation unit is configured by a DSP, and the decoding program is stored in a mask ROM of the DSP.
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