伺服系统、传感器集线器及工业用装置的诊断方法与流程

本发明涉及伺服系统、传感器集线器及工业用装置的诊断方法，特别地涉及具有在工业用装置的控制、保养中有效使用的传感器的伺服系统。

背景技术：

在fa(factoryautomation)领域中，通过各种传感器对工业用装置的动作状况、其周边环境的状态进行检测，要求构建将检测出的信号有效用于控制仪器的高级通信系统。作为其中之一，具有进行工业用装置的驱动控制的伺服系统。通常伺服系统具有电动机、对电动机进行驱动的伺服放大器和向伺服放大器发送驱动指令的控制器。在电动机的旋转轴附近安装为了对电动机的旋转进行控制而对角度、角速度等旋转信息进行检测的编码器。伺服放大器基于从控制器发送的驱动指令和从编码器发送的电动机的旋转信息而对电动机进行控制。

并且，在伺服系统中，使用对电动机或其周边的状态进行检测的传感器。通过使用传感器，从而例如能够有效用于电动机的驱动顺序的非稳态的控制、电动机的被驱动体的控制精度的改善、电动机的控制模式的变更等。另外，通过使用传感器对电动机或其周边的局部异响、振动等进行检测，从而能够有效用于工业用装置的保养。如上所述，为了将传感器的检测信号有效用于驱动控制、保养，需要伺服放大器或者控制器，或通过控制器向上级的控制仪器进行发送。另一方面，在应用于工业用装置的伺服系统中，针对伺服放大器及控制器，大多设置于远离电动机的位置。在如上所述的情况下，用于将在电动机或其周边设置的传感器的检测信号传送至伺服放大器及控制器的信号线变长，由此配线作业变得繁琐，并且有可能检测信号的传送特性恶化。

针对如上所述的问题，在专利文献1中，具有对电动机的动作进行检测、生成表示检测出的动作的反馈信号的编码器，编码器经由传感器线缆对来自对电动机的被驱动体的状态进行检测的传感器的检测信号进行接收，将反馈信号和检测信号输出至控制仪器，由此缩短传感器线缆的长度，改善配线作业的繁琐性。

专利文献1：日本特开2015－95221号公报

技术实现要素：

但是，在将传感器线缆与编码器连接，将从传感器检测出的检测信号和从编码器检测出的反馈信号输出至控制仪器的结构中，需要将与传感器的规格相对应的输入部预先设置于编码器，在使用不与编码器的输入部相对应的规格的传感器的情况下，存在每次需要针对编码器进行更换的课题。

本发明就是为了解决上述这样的课题而提出的，其目的在于，提供能够对应于规格不同的多种多样的传感器的伺服系统。另外，以提供能够连接传感器的传感器集线器为目的。另外，以提供使用传感器集线器的工业用装置的诊断方法为目的。

本发明所涉及的伺服系统具有：电动机；编码器，其对电动机的旋转进行检测；传感器集线器，其具有第1连接部、第2连接部及第3连接部，该第1连接部能够拆装地与编码器连接，该第2连接部连接对与旋转不同的状态进行检测的传感器，该第3连接部连接对经由第1连接部从编码器输出的编码器信号及经由第2连接部从传感器输出的传感器信号进行传送的通信线缆；以及伺服放大器，其基于经由通信线缆发送的编码器信号、传感器信号及从控制器发送的驱动指令，对电动机进行驱动控制。

本发明所涉及的传感器集线器具有：第1连接部，其能够拆装地与对电动机的旋转进行检测的编码器连接；第2连接部，其连接对与旋转不同的状态进行检测的传感器；以及第3连接部，其连接通信线缆，该通信线缆将经由第1连接部从编码器输出的编码器信号及经由第2连接部从传感器输出的传感器信号的至少任一者传送至对电动机进行驱动控制的伺服放大器。

本发明所涉及的工业用装置的诊断方法，该工业用装置包含伺服系统，在该伺服系统中，对电动机的旋转进行检测的编码器和向电动机供给电流的伺服放大器之间经由具有能够与编码器连接的连接器的通信线缆而能够拆装地连接，伺服放大器基于经由通信线缆发送的编码器的检测信号，对向电动机供给的电流进行调整而进行驱动控制，该工业用装置的诊断方法具有下述步骤：在通信线缆和编码器之间，将具有第1～第3连接部的传感器集线器，以将编码器与第1连接部连接，将对与电动机的旋转不同的状态进行检测的传感器与第2连接部连接，将通信线缆的连接器与第3连接部连接的方式进行连接；经由传感器集线器及通信线缆，将编码器的检测信号从编码器向伺服放大器发送；经由传感器集线器及通信线缆，将传感器的检测信号从传感器向伺服放大器发送；以及基于编码器的检测信号和传感器的检测信号对工业用装置进行诊断。

发明的效果

根据本发明的伺服系统，构成为具有分别与编码器、传感器及伺服放大器连接的传感器集线器，传感器集线器能够拆装地与编码器连接，由此能够与进行连接的传感器的规格相应地适当选择传感器集线器，能够对应于多种多样的传感器。另外，根据本发明的传感器集线器，与传感器的规格相对应而能够拆装地与编码器连接，由此能够将从编码器及传感器输出的信号发送至伺服放大器。另外，根据本发明的工业用装置的诊断方法，通过将传感器集线器追加或更换至伺服系统，从而能够容易地将传感器追加或更换至伺服系统。

附图说明

图1是本发明的实施方式1所涉及的伺服系统的概略结构图。

图2是本发明的实施方式1所涉及的传感器集线器的概略结构图。

图3是本发明的实施方式1所涉及的传感器集线器的概略结构图。

图4是表示由本发明的实施方式1所涉及的传感器集线器生成的数据帧的结构的一个例子的示意图。

图5是表示本发明的实施方式1所涉及的伺服系统的动作的流程图。

图6是表示本发明的实施方式1所涉及的伺服系统的动作的流程图。

图7是本发明的实施方式2所涉及的伺服系统的概略结构图。

图8是本发明的实施方式3所涉及的传感器集线器的概略结构图。

图9是表示由本发明的实施方式3所涉及的传感器集线器生成的数据帧的结构的一个例子的示意图。

图10是本发明的实施方式4所涉及的伺服系统的概略结构图。

图11是表示向本发明的实施方式5所涉及的伺服系统导入传感器集线器的工序的流程图。

具体实施方式

基于附图对本发明的实施方式所涉及的伺服系统进行说明。下面，以具有1轴的旋转型伺服电动机的伺服系统为例进行说明。

实施方式1.

图1是本发明的实施方式1所涉及的伺服系统的概略结构图。如图1所示，伺服系统100具有：电动机10；控制器11，其生成电动机10的驱动指令；伺服放大器12，其对电动机10进行驱动控制；编码器13，其对电动机10的旋转进行检测；传感器14，其对编码器13没有检测的其他状态进行检测；以及传感器集线器15，其对从编码器13输出的编码器信号s13及从传感器14输出的传感器信号s14进行接收，发送至伺服放大器12。在这里，传感器14对电动机10或电动机10周边的状态进行检测。

电动机10和伺服放大器12为了向电动机10的电枢供给电流，经由动力线线缆c3而彼此连接。伺服放大器12基于来自控制器11的驱动指令和从传感器集线器15发送的编码器信号s13及传感器信号s14而对供给的电流进行调整，进行电动机10的驱动控制。

图2是本发明的实施方式1所涉及的传感器集线器的概略结构图。如图2所示，传感器集线器15具有：第1连接部15a(下面，标记为编码器连接部)，其连接编码器13；第2连接部15b(下面，标记为传感器连接部)，其连接一端连接于传感器14的传感器线缆c4；以及第3连接部15c(下面，标记为放大器连接部)，其连接一端连接于伺服放大器12的通信线缆c2。

传感器集线器15的编码器连接部15a例如是具有用于对编码器13进行连接的多个连接插针的连接器。编码器13例如具有形成有与传感器集线器15的编码器连接部15a的连接插针相对应的端子孔的连接器13a。传感器集线器15的编码器连接部15a的连接插针与编码器13的连接器13a的端子孔嵌合，由此传感器集线器15和编码器13能够拆装地连接。在这里，也能够将传感器集线器15的编码器连接部15a设为印刷有导电部的配线板，通过与编码器13的连接器13a嵌合而进行连接。另外，传感器集线器15的编码器连接部15a和编码器13的连接器13a也能够经由线缆而彼此连接。

传感器集线器15的传感器连接部15b例如是具有用于对3根传感器线缆c4进行连接的多个连接插针的连接器。传感器连接部15b的形状及连接插针的数量形成为，与传感器线缆c4的连接器c4a、c4b、c4c的规格相对应。在这里，传感器14及传感器线缆c4的数量能够适当变更。另外，传感器线缆c4的连接器c4a、c4b、c4c也能够一体化。

传感器集线器15的放大器连接部15c例如是具有供通信线缆c2的连接器c2a所具有的连接插针进行嵌合的端子孔的连接器。

在这里，传感器集线器15所具有的编码器连接部15a、传感器连接部15b及放大器连接部15c的形状、连接插针的数量、端子孔的数量并不限定于图2所示的结构，能够与伺服系统100的用途相匹配而适当变更。另外，编码器连接部15a、传感器连接部15b及放大器连接部15c也能够与对应的连接器相应地，将连接插针设为端子孔、将端子孔设为连接插针。

传感器集线器15对经由编码器连接部15a从编码器13输出的编码器信号s13、经由传感器连接部15b从传感器14输出的传感器信号s14进行接收，经由与放大器连接部15c连接的通信线缆c2而发送至伺服放大器12。

传感器集线器15与来自伺服放大器12的指令相应地，通过传感器判别部153对与传感器连接部15b连接的传感器14的连接状况进行判别，将判别结果发送至伺服放大器12。传感器14的连接状况是指例如与传感器连接部15b连接的传感器14的数量、传感器14的类别、传感器信号s14的数量等。传感器14的连接状况例如是基于传感器信号s14的电压值的变化，通过对在规定的期间检测的传感器信号s14的数量进行计数而进行判别的。

伺服放大器12接收判别结果而通过通信规格设定部122对传感器集线器15和伺服放大器12之间的通信规格进行设定。传感器集线器15与所设定的通信规格相应地，通过信号处理部152将编码器信号s13及传感器信号s14变换为串行信号。传感器集线器15经由与放大器连接部15c连接的通信线缆c2，按照由通信规格设定部122所设定的通信规格，将编码器信号s13及传感器信号s14发送至伺服放大器12。

如上所述，本发明的实施方式1所涉及的伺服系统100具有传感器集线器15，该传感器集线器15具有：编码器连接部15a，其能够拆装地与编码器13连接；传感器连接部15b，其经由传感器线缆c4而与传感器14连接；以及放大器连接部15c，其经由通信线缆c2而与伺服放大器12连接，传感器集线器15经由编码器连接部15a、传感器连接部15b而分别接收编码器信号s13及传感器信号s14，经由放大器连接部15c及通信线缆c2而发送至伺服放大器12。

通过上述的结构，能够与进行连接的传感器14的规格相应地适当选择传感器集线器15，将选择出的传感器集线器15安装于编码器13。由此，即使在新安装规格不同的传感器14时，也无需更换编码器13，因此能够立即地对应多种多样的传感器14。

另外，伺服系统100将在电动机10设置的编码器13和与在电动机10或其周边设置的传感器14连接的传感器线缆c4连接于传感器集线器15。通过该结构，与将传感器线缆c4与在远离电动机10的位置设置的控制器11或伺服放大器12连接的情况相比，能够改善传感器线缆c4的配线作业的繁琐性，并且能够使通过传感器14检测出的传感器信号s14的传送特性提高。

另外，在伺服系统100中，传感器集线器15对与传感器连接部15b连接的传感器14的连接状况进行判别，基于其判别结果，伺服放大器12对伺服放大器12和传感器集线器15之间的通信规格进行设定。通过该结构，伺服系统100更换传感器集线器15或在传感器集线器15追加、变更传感器14时，能够通过伺服放大器12立即地读取传感器信号s14。

控制器11生成电动机10的位置、速度模式等的驱动指令，发送至伺服放大器12。控制器11是具有plc(programmablelogiccontroller)、电动机驱动用cpu(centralprocessingunit)、dsp(digitalsignalprocessor)、脉冲发生器等的控制仪器。

控制器11和伺服放大器12经由网络线缆c1连接。在网络线缆c1能够使用例如双绞线的以太网(注册商标)线缆、光纤线缆等通用的通信线缆。

伺服放大器12具有：收发部121，其与传感器集线器15之间收发信号；通信规格设定部122，其与由传感器集线器15判别出的传感器14的连接状况相应地，对伺服放大器12和传感器集线器15之间的通信规格进行设定；以及并行变换部123，其将从传感器集线器15发送出的串行信号变换为并行信号。

伺服放大器12的收发部121、通信规格设定部122及并行变换部123，例如是通过包含工业用微型计算机(cpu)、asic(applicationspecificintegratedcircuit)、fpga(field－programmablegatearray)、cpld(complexprogrammablelogicdevice)等lsi(large－scaleintegration)的电子电路实现的。另外，收发部121、通信规格设定部122和并行变换部123之间的数据通信是通过经由伺服放大器12所具有的未图示的缓冲器、存储器的总线通信进行的。通信规格设定部122和并行变换部123的任1个或两个也可以组装至伺服放大器12的外部仪器。

伺服放大器12和传感器集线器15经由能够进行双向的信号收发的通信线缆c2而彼此连接。通信线缆c2是具有与传感器集线器15的放大器连接部15c连接的连接器c2a，例如将至少1个系统的数字信号的信号线、模拟信号的信号线、从伺服放大器12向传感器集线器15供给电源电压的电源线包含在内的线缆。信号线和电源线可以通过彼此不同的线缆进行连接。

伺服放大器12和传感器集线器15之间的通信应用串行通信。通过应用串行通信，从而能够减少通信线缆c2的信号线的数量。通信方式可以是半双工通信方式，也可以是全双工通信方式，也可以将用于使传感器集线器15对通信方式进行识别的通信选择线包含于通信线缆c2。另外，为了对编码器13内置的未图示的温度传感器、加速度传感器等的信号进行传送，可以使从电动机10向控制器11传送的通信线包含于通信线缆c2。

编码器13对电动机10的旋转进行检测，将表示检测出的电动机10的旋转的编码器信号s13发送至传感器集线器15。编码器13具有用于将编码器信号s13发送至传感器集线器15的收发部131，收发部131具有用于与传感器集线器15的编码器连接部15a连接的连接器13a。由编码器13检测的电动机10的旋转例如为旋转轴的角度、角速度、角加速度。编码器13例如安装于电动机10的旋转轴附近而进行设置。

编码器13的检测方式为绝对值方式、增量方式等。编码器13为了将编码器13的检测电路的状态、信号检测时的警报进行输出，例如可以在内部具有温度传感器等检测器。另外，编码器13为了对电动机10所具有的轴承机构的磨损及劣化、电动机旋转时的驱动反作用力进行检测，例如可以在内部具有加速度传感器。编码器13在还对与电动机10的旋转不同的其他状态进行检测的情况下，其检测结果(在编码器13设置的温度传感器、加速度传感器等的检测结果)与电动机10的旋转信息一起发送至传感器集线器15。

编码器信号s13是由编码器13的收发部131向传感器集线器15发送的电信号，例如是通过编码器13检测出的电动机10的旋转信息、通过编码器13的检测电路所具有的温度传感器等检测出的编码器13的内部信息、编码器13的警报信息。

传感器14对与编码器13的检测对象即电动机10的旋转不同的检测对象的状态进行检测，将表示检测出的状态的传感器信号s14发送至传感器集线器15。传感器14作为与电动机10的旋转不同的检测对象的状态，例如对电动机10或电动机10周边的温度、振动、声音等进行检测。电动机10周边是指例如电动机10的被驱动体、对电动机10进行固定的台架、被驱动体施加作用的对象。被驱动体施加作用的对象是指例如由通过电动机10驱动的机器人进行抓持的部件、通过电动机10进行驱动的加工机所加工的工件等。传感器14例如为加速度传感器、照相机。除此以外，也可以使用位置传感器、速度传感器、压力传感器、传声器、陀螺仪传感器、流量传感器、温度传感器、照度传感器、磁传感器、红外线传感器等。

传感器14设置于电动机10、编码器13、电动机10的被驱动体、对电动机10进行固定的台架或被驱动体施加作用的对象的至少任意者。另外，也可以使用夹具、支架而设置于它们周边。另外，传感器14可以对测量对象物的绝对的状态进行检测，也可以对相对的状态进行检测。

传感器信号s14是传感器14经由传感器线缆c4向传感器集线器15发送的电信号。在这里，在传感器14和传感器集线器15之间收发的传感器信号s14可以被压缩或调制。在传感器14和传感器集线器15之间收发的传感器信号s14，例如是包含通过单端方式或者差动方式传送的模拟信号或数字信号、和表示信号的基准的接地信号在内的信号。

传感器14和传感器集线器15经由传感器线缆c4而彼此连接。传感器线缆c4是将由传感器14输出的传感器信号s14向传感器集线器15传送的至少1根通信线缆。在传感器14输出数字信号的情况下，可以将传感器集线器15和传感器14之间通过并行通信而连接，也可以通过串行通信而连接。通过应用串行通信，从而能够减少信号线的根数。

传感器14和传感器集线器15之间的通信例如能够采用rs(tia/eia)232/422/485、usb(universalserialbus)、i2c(interintegratedcircuit)、spi(serialperipheralinterface)、i2s(intericsound)、1－wire、ethernet(注册商标)/ip、10baset等串行通信标准。串行通信的传送方式可以是同步式、也可以是非同步式。

传感器线缆c4可以不仅具有将由传感器14输出的传感器信号s14向传感器集线器15传送的信号线，还具有从传感器集线器15向传感器14供给电力的电源线。在传感器线缆c4具有多个信号线及电源线的情况下，可以通过乙烯树脂、屏蔽线等捆束而包覆，作为复合通信线缆将一部分或整体一本化。在作为传感器14而使用传声器及照相机的情况下，可以将传声器的声响信号和照相机的影像信号经由hdmi(high-definitionmultimediainterface)(注册商标)线缆通过tmds(transitionminimizeddifferentialsignaling)等传送方式而同时地发送。

另外，在使用能够将传感器信号s14通过无线进行传送的传感器14的情况下，可以在传感器集线器15中设置wsn(wirelesssensornetworks)等无线基站而对传感器信号s14进行接收，经由通信线缆c2发送至伺服放大器12的收发部121。由此，与在控制器11或伺服放大器12设置基站的情况相比，能够缩短无线行进的距离，能够改善通信的延迟、可靠性。

图3是表示本发明的实施方式1所涉及的传感器集线器的概略结构图。传感器集线器15具有：收发部151，其对编码器13、传感器14及伺服放大器12收发信号；信号处理部152，其对收发的信号进行处理；以及传感器判别部153，其对传感器14的连接状况进行判别。

信号处理部152具有：ad变换部152a，其将模拟信号变换为数字信号；以及串行变换部152b，其将并行信号变换为串行信号。串行变换部152b基于通过伺服放大器12的通信规格设定部122所设定的串行通信的数据帧的结构，将传感器信号s14变换为串行信号。传感器集线器15将编码器信号s13及传感器信号s14例如分别通过不同的2个系统的串行通信而发送至伺服放大器12。

在这里，串行变换部152b可以将编码器信号s13和传感器信号s14复合为1个串行信号，通过1个系统的串行通信传送至伺服放大器12。另外，串行变换部152b在连接有多个传感器14的情况下，可以将多个传感器信号s14复合为1个串行信号，通过1个系统的串行通信传送至伺服放大器12。通过设为1个系统的串行通信，从而能够减少伺服放大器12和传感器集线器15之间的信号线的数量。

另外，串行变换部152b也可以将传感器信号s14的间隔变长而变换为与传感器信号s14的采样周期不同周期的信号，也可以为了抑制数据容量而删除冗余的数据。另外，传感器集线器15也可以使在检测出通信错误、电力错误时产生的通信警报信号及电力警报信号等警报信息向串行信号叠加，也可以使传感器集线器15的周围温度、运转时间等诊断信息向串行信号叠加。

传感器判别部153例如基于传感器信号s14的电压值，作为传感器14的连接状况而对传感器14的数量、传感器14的类别、传感器信号s14的数量等进行判别，将判别结果输出至传感器集线器15的收发部151。

传感器集线器15的信号处理部152是通过包含模拟电路、封装ic(integratedcircuit)、工业用微型计算机(cpu)、asic、fpga、cpld等lsi的电子电路实现的。信号处理部152可以为了去除噪声、使通信精度提高而具有未图示的滤波器处理单元、缓冲器处理单元。另外，信号处理部152在进行ad变换的模拟形式的传感器信号s14的种类、数量多的情况下，可以包含多路复用器、开关用ic。

图4(a)、(b)是表示由本发明的实施方式1所涉及的传感器集线器的串行变换部生成的串行通信的数据帧的结构的一个例子的图。图4(a)、(b)分别是编码器信号s13、传感器信号s14的数据帧。如图4(a)、(b)所示，编码器信号s13和传感器信号s14通过例如不同的2个系统的串行通信进行发送。

串行通信的数据帧例如由头部、数据字段和尾部构成。头部是将与编码器13或传感器14的动作状态相关的警报信息、比特率等通信规格进行发送的区域。尾部是将错误检测码进行发送的区域，伺服放大器12基于尾部对与数据转发相伴的传送路径噪声等的错误进行检测。作为错误检测方式，能够应用奇偶校验、校验和、循环冗余检查等。

数据字段是将帧化的编码器信号s13或传感器信号s14进行发送的区域，信号由起始位、数据位、奇偶校验位、停止位等构成。如图4(b)所示，传感器14在例如加速度传感器及压力传感器的情况下，数据字段是由加速度传感器输出的x轴、y轴、z轴方向的3个加速度传感器信号s141a、s141b、s141c和由压力传感器输出的压力传感器信号s142复合而构成的。

下面，对设定伺服放大器12和传感器集线器15之间的通信规格时的伺服系统100的动作进行说明。图5是表示本发明的实施方式1所涉及的伺服系统的动作的流程图。下面，设为来自传感器14的传感器信号s14通过模拟形式输出至传感器集线器15。

伺服放大器12将对传感器14的判别进行请求的判别请求信号s03发送至传感器集线器15(st101)。传感器集线器15从传感器14接收传感器信号s14(st102)。传感器集线器15将接收到的模拟形式的传感器信号s14在预先设定的一定的期间通过ad变换部152a变换为数字信号(st103)。进行ad变换的期间例如设定为伺服放大器12或传感器集线器15能够进行的串行通信的最短的更新周期。

传感器集线器15将传感器信号s14通过串行变换部152b变换为串行信号(st104)。传感器集线器15通过传感器判别部153，基于传感器信号s14的电压值的变化，对传感器信号s14的数量进行判别(st105)。例如，在传感器信号s14的电压在一定的期间大于或小于阈值的情况下，视作接收到传感器信号s14而对传感器信号s14的数量进行判别。

传感器集线器15将通过传感器判别部153判别出的传感器信号s14的数量作为传感器判别信号s16而发送至伺服放大器12(st106)。

伺服放大器12的通信规格设定部122基于传感器判别信号s16，对伺服放大器12和传感器集线器15之间的通信规格进行设定(st107)。通信规格设定部122对伺服放大器12和传感器集线器15之间的串行通信的数据帧进行设定。由通信规格设定部122设定的数据帧与传感器信号s14的数量、传感器信号s14的类别、传感器信号s14的数据尺寸、传感器信号s14的发送顺序、传感器14和传感器集线器15之间的通信方式相应地决定。

伺服系统100通过执行st101至st107，从而能够与连接于传感器集线器15的传感器14相应地对传感器集线器15和伺服放大器12之间的通信规格进行设定。由此，能够与连接于传感器集线器15的传感器连接部15b的传感器14相应地，将串行通信的更新周期、通信速度、通信数据量进行优化。

可以将st101至st107的一部分省略，或将一部分的顺序调换而实施。例如，可以将通过ad变换部152a变换为数字信号后的并行方式的传感器信号s14不经由串行变换部152b而向传感器判别部153发送。另外，也可以是由传感器判别部153判别出的传感器信号s14的数量、伺服放大器12和传感器集线器15之间的通信规格保存于传感器集线器15所具有的未图示的记录电路。通过在伺服系统100的运行时对保存的内容进行调用，从而能够省略步骤st101至st107的动作。

接下来，基于图6对将通过编码器13及传感器14检测出的信号按照通过st101至st107所设定的通信规格经由传感器集线器15发送至伺服放大器12的动作进行说明。图6是表示本发明的实施方式1所涉及的伺服系统的动作的流程图。下面，通过编码器13检测出的编码器信号s13在编码器13内部变换为串行信号，在编码器13和传感器集线器15之间设为串行通信。

伺服放大器12将请求通过st101至st107所设定的通信规格下的响应的第1通信请求信号s01发送至传感器集线器15(st201)。第1通信请求信号s01对伺服放大器12和传感器集线器15之间的比特率、通信频带、更新周期等通信规格进行指定，请求编码器信号s13或传感器信号s14的响应。

传感器集线器15基于第1通信请求信号s01，生成按照所设定的通信规格而请求来自编码器13的响应的第2通信请求信号s02，发送至编码器13(st202)。第2通信请求信号s02对编码器13和传感器集线器15之间的比特率、通信频带、更新周期等通信规格进行指定，向编码器13请求编码器信号s13的响应。编码器13按照由第2通信请求信号s02指定出的通信规格将编码器信号s13发送至传感器集线器15(st203)。

传感器集线器15从传感器14接收传感器信号s14，通过ad变换部152a变换为数字信号(st204)。串行变换部152b与由第1通信请求信号s01指定出的通信规格相应地对传感器信号s14进行串行变换。串行变换部152b例如与请求通过传感器集线器15的收发部151基于第1通信请求信号s01而生成的多个传感器信号s14的复合的复合请求信号s04相应地，将多个传感器信号s14复合为串行信号，作为传感器复合信号s15而输出(st205)。

传感器集线器15将编码器信号s13和传感器复合信号s15例如通过不同的2个系统的串行通信分别发送至伺服放大器12(st206)。

伺服放大器12通过并行变换部123将传感器复合信号s15作为并行信号而分离，取得编码器信号s13及传感器信号s14(st207)。此时，在传感器复合信号s15中包含传感器判别信号s16，由此可以使得能够通过伺服放大器12的并行变换部123将传感器复合信号s15分离。

伺服系统100执行st201至st207，由此能够基于通过伺服放大器12的通信规格设定部122设定出的通信规格而取得编码器信号s13及传感器信号s14。

可以将st201至st207的一部分省略或将一部分的顺序调换而实施。串行信号的通信方式并不限定于步调同步式。串行信号的通信方式可以是半双工和全双工的任意方式。另外，各种请求信号可以包含用于进行同步式通信的时钟信号。另外，第2通信请求信号s02是根据电动机10及编码器13而需要是否、内容改变的信号，也可以根据电动机10及编码器13的种类而不使用第2通信请求信号s02。

如上所述，本发明的实施方式1所涉及的伺服系统100具有能够拆装地与编码器13连接的传感器集线器15，经由传感器集线器15将编码器信号s13及传感器信号s14发送至伺服放大器12。通过该结构，能够与传感器14的规格相应地适当选择传感器集线器15而与编码器13连接。由此，能够利用来自多种多样的传感器14的信息而对电动机10的驱动进行控制。

另外，伺服系统100通过传感器集线器15的传感器判别部153对传感器14的连接状况进行判别，基于该判别结果由伺服放大器12的通信规格设定部122对伺服放大器12和传感器集线器15之间的通信规格进行设定。通过该结构，伺服系统100在将传感器集线器15更换或向传感器集线器15追加、变更传感器14时，能够通过伺服放大器12立即地读取传感器信号s14。另外，伺服系统100能够将传感器集线器15和伺服放大器12之间的串行通信的更新周期、通信速度、通信数据量进行优化。

此外，传感器集线器15的编码器连接部15a优先为与通信线缆c2所具有的连接器c2a相同的形状，且通过相同的插针分配而构成。另外，传感器集线器15的放大器连接部15c优选为与编码器13的连接器13a相同的形状，且通过相同的插针分配而构成。

通过以上述方式构成，从而在伺服系统100的启动时、维护时使用传感器集线器15，在运行时将使用的传感器集线器15拆下，能够将通信线缆c2的连接器c2a与编码器13连接。

另外，在伺服系统100中，优选构成为从伺服放大器12向传感器集线器15、编码器13及传感器14供给电力。从伺服放大器12供给的电力经由通信线缆c2的电源线而作为电力信号发送至传感器集线器15，经由传感器集线器15向编码器13的未图示的电路基板及传感器14供给。

通过以上述方式构成，传感器集线器15能够从伺服放大器12得到电力，能够容易地更换传感器集线器15。

在这里，电力信号例如包含正或负的电线和接地线。电力信号传送的电力可以是直流信号、也可以是交流信号。另外，传感器集线器15为了使向传感器14供给的电力线的种类增加，也可以包含升压或降压电路。由此，能够增加与传感器集线器15连接的传感器14的数量。另外，为了构成为不受伺服放大器12、设备电源的电压变动的影响，可以在传感器集线器15搭载电池。在伺服放大器12的供给电力缺乏的情况下、供给电压的变动大的情况下，可以从传感器集线器15的外部向传感器集线器15、编码器13以及传感器14中的任1个或多个供给电力。

另外，传感器集线器15优选构成为能够对与1个传感器集线器15对应的传感器14的规格进行限定，与传感器14的规格相应地将传感器集线器15适当更换。由此，与通过1个传感器集线器15对应于多种多样的传感器14的情况相比，无需使硬件及软件变得冗余，能够将传感器集线器15的基板尺寸、设定数据抑制得较小。

另外，在图1中，示出了传感器集线器15从铅垂方向上侧向电动机10装载的例子，但传感器集线器15只要在编码器13的周边配置于容易确保空间的场所、emc(electromagneticcompatibity)良好的场所即可。另外，传感器集线器15可以将电路基板、构造分割为大于或等于2个。例如，编码器连接部15a和信号处理部152可以经由线缆而连接。

实施方式2.

基于图7对用于实施本发明的实施方式2所涉及的伺服系统100进行说明。在这里，与实施方式1所涉及的伺服系统100重复的说明适当简化或省略。在图7中，与实施方式1相同的标号表示相同或相当的部分。本实施方式所涉及的伺服系统100具有在通过模拟信号进行输出的传感器14的基础上，还能够连接通过串行形式的数字信号进行输出的传感器14b的传感器集线器15。

图7是本发明的实施方式2所涉及的伺服系统的概略结构图。传感器集线器15具有编码器连接部15a、传感器连接部15b、放大器连接部15c，编码器连接部15a能够拆装地与编码器13连接。另外，传感器集线器15的传感器连接部15b，例如经由传感器线缆c4而与通过模拟信号进行输出的3个传感器14及通过串行形式的数字信号进行输出的传感器14b连接。传感器14、14b及传感器线缆c4的数量并不限定于此，能够适当变更。

传感器14b例如为传声器，将单声道的声响信号通过串行形式作为传感器信号s14b发送至传感器集线器15。传感器14b例如通过i2s形式而与传感器集线器15进行通信。此时，传感器线缆c4包含sclk(serialclock)信号、wdclk(wordclock)信号和sd(serialdata)信号的传送线。

传感器集线器15的信号处理部152具有将通过i2s形式从传感器14b发送的sd信号向电压值进行变换的串行接口(串行i/f)152c。通过串行接口152c变换为电压值的传感器信号s14b输出至传感器判别部153，作为传感器14、14b的连接状况而对传感器14、14b的数量、传感器14、14b的类别、传感器信号s14、s14b的数量等进行判别。

在对传感器14b和传感器集线器15之间的通信规格进行设定时，伺服放大器12将传感器集线器15所对应的各种串行通信方式的第3通信请求信号s05经由传感器集线器15向传感器14b依次发送。

第3通信请求信号s05对传感器集线器15所对应的传感器14b和传感器集线器15之间的比特率、通信频带、更新周期等通信规格进行指定，请求传感器信号s14b的响应。例如，如果确认是否能够针对传感器14b通过i2s方式进行响应，则伺服放大器12发送wdclk信号及sclk信号，对是否能够在规定的定时取得通过i2s方式的通信规格规定出的响应进行确认。由此，能够对传感器集线器15和传感器14b之间的通信规格进行设定。

传感器集线器15和传感器14b之间的通信形式除了i2s以外，例如还能够采用rs(tia/eia)232/422/485、usb(universalserialbus)、i2c(interintegratedcircuit)、spi(serialperipheralinterface)、1－wire、ethernet/ip(注册商标)、10baset等串行通信标准，串行通信的传送方式可以是同步式、也可以是非同步式。串行接口152c可以通过工业用微型计算机的urat(universalasynchronousreceiver/transmitter)、收发器ic而实现。

与通过传感器集线器15的传感器判别部153判别出的传感器14、14b的连接状况相应地，伺服放大器12的通信规格设定部122对传感器集线器15和伺服放大器12之间的通信规格进行设定。传感器集线器15与所设定的通信规格相应地，将经由编码器连接部15a发送出的编码器信号s13及经由传感器连接部15b发送出的传感器信号s14、s14b经由与放大器连接部15c连接的通信线缆c2而发送至伺服放大器12。

如上所述，根据本发明的实施方式2所涉及的伺服系统100，具有传感器集线器15，该传感器集线器15具有：编码器连接部15a，其能够拆装地与编码器13连接；传感器连接部15b，其能够连接通过串行形式输出的传感器14b；以及放大器连接部15c，其连接将编码器信号s13及传感器信号s14、s14b向伺服放大器12传送的通信线缆c2，通过与传感器14的规格相应地适当选择传感器集线器15而安装于编码器13，从而能够对应于多种多样的传感器14。

另外，即使在传感器14b和传感器集线器15之间通过串行通信进行收发的情况下，也能够通过传感器判别部153对传感器14、14b的连接状况进行判别，与判别结果相应地对伺服放大器12和传感器集线器15之间的串行通信的通信规格进行设定，能够将串行通信的更新周期、通信速度、通信数据量进行优化。

此外，也可以对传感器14b和传感器集线器15之间的串行通信方式的规格进行限定。由此，能够减少在传感器连接部15b设置的串行通信用的端口的种类，能够使传感器集线器15小型且低成本。

实施方式3.

基于图8、9对用于实施本发明的实施方式3所涉及的伺服系统100进行说明。在这里，与实施方式1所涉及的伺服系统100重复的说明适当简化或省略。在图8、9中，与实施方式1相同的标号表示相同或相当的部分。本实施方式所涉及的伺服系统100相对于在实施方式1的伺服系统100中构成为将编码器信号s13和传感器信号s14通过不同的2个系统的串行形式进行通信，而构成为将编码器信号s13和传感器信号s14复合，通过1个系统的串行形式进行通信。

图8是本发明的实施方式3所涉及的传感器集线器的概略结构图。如图8所示，传感器集线器15具有：编码器连接部15a，其能够拆装地与编码器13连接；传感器连接部15b，其连接一端连接于传感器14的传感器线缆c4；以及放大器连接部15c，其连接一端连接于伺服放大器12的通信线缆c2。

传感器集线器15的信号处理部152在传感器信号s14的基础上对编码器信号s13进行接收。传感器集线器15的收发部151与通过第1通信请求信号s01指定出的串行信号的数据帧的结构相应地，生成请求将编码器信号s13和传感器信号s14复合的复合请求信号s04。串行变换部152b与复合请求信号s04相应地将编码器信号s13和传感器信号s14复合为串行信号，作为复合信号s17而输出。传感器集线器15将复合信号s17通过1个系统的串行通信向伺服放大器12发送。

作为一个例子，对将2byte的编码器信号s13和合计5byte的传感器信号s14复合，从传感器集线器15向伺服放大器12发送的情况进行说明。在这里，传感器14设为加速度传感器、压力传感器及传声器。

传感器信号s14分别为1byte的数字数据即x轴、y轴、z轴方向的加速度传感器信号s141a、s141b、s141c、压力传感器信号s142、传声器信号s143。在这里，编码器信号s13及各传感器信号s141a、s141b、s141c、s142、s143的数据尺寸、传感器14的数量、串行通信的数据帧的结构能够适当变更。

伺服放大器12的通信规格设定部122如果基于传感器判别信号s16而识别出由信号处理部152接收到的传感器信号s14的数量为5个，则将第1通信请求信号s01向串行变换部152b发送。第1通信请求信号s01包含与用于通过1个系统的串行通信同时地发送2byte的编码器信号s13和合计5byte的传感器信号s14的数据帧的结构相关的信息。

能够通过一次更新进行发送的串行通信的数据容量为5byte，与此相对，编码器信号s13及各传感器信号s141a、s141b、s141c、s142、s143的数据容量的合计为7byte。

在如上所述的情况下，将针对每个更新周期发送的数据分割、间隔变长、进行压缩等。例如，传感器集线器15的串行变换部152b针对编码器信号s13和传感器信号s14的任1个或两个，实施针对伺服放大器12和传感器集线器15之间的串行通信的每个更新周期将数据分割的信号处理。

图9是由串行变换部生成的串行通信的数据帧的结构的一个例子。如图9所示，伺服放大器12的通信规格设定部122将指示发送至传感器集线器15的串行变换部152b，该指示使得生成关于电动机10的旋转控制所需的编码器信号s13每次发送、每2次更新周期发送一次各传感器信号s141a－c、s142、s143的数据帧。按照该指示，串行变换部152b生成图9所示的数据帧，将数据帧附加于串行通信的数据字段而发送。

在这里，例示出传感器集线器15针对每个更新周期将数据分割的例子，但也可以针对编码器信号s13和传感器信号s14的任1个或两个，实施使数据的间隔变长的信号处理。另外，传感器集线器15也可以针对编码器信号s13和传感器信号s14中的任1个或两个，实施将数据压缩的信号处理。

另外，也可以使在将数据的间隔变长或压缩时缺损的数据s200作为附加信息而叠加。在图9中，在第偶数次的更新周期中，对1个数据帧(1byte)的通信容量附加数据s200。

另外，为了削减由传感器集线器15发送的数据容量，也可以提取编码器信号s13或传感器信号s14的特征量而向伺服放大器12发送。例如，传感器集线器15可以针对编码器信号s13和传感器信号s14中的任1个或两个，实施从时间区域的数据向频率区域的数据变换的信号处理。

如上所述，根据本发明的实施方式3所涉及的伺服系统100，通过将传感器集线器15设为能够相对于编码器13拆装，从而能够与传感器14的规格相应地适当选择传感器集线器15而与编码器13连接，能够对应于多种多样的传感器14。并且，伺服系统100由传感器集线器15生成将编码器信号s13和传感器信号s14复合的复合信号s17，能够通过1个系统的串行通信向伺服放大器12发送，能够实现通信线缆c2的信号线的省配线化。

另外，传感器集线器15针对编码器信号s13及传感器信号s14，针对每个更新周期实施将数据分割、使数据的间隔变长、压缩等信号处理，由此即使在相对于能够通过一次更新进行发送的串行通信的数据容量而数据容量多的情况下，也能够将编码器信号s13及传感器信号s14进行发送。

实施方式4.

基于图10对用于实施本发明的实施方式4所涉及的伺服系统100进行说明。在这里，与实施方式1所涉及的伺服系统100重复的说明适当简化或省略。在图10中，与实施方式1相同的标号表示相同或相当的部分。本实施方式所涉及的伺服系统100具有上级处理装置101，该上级处理装置101基于包含伺服系统100的工业用装置整体的执行计划而指定伺服系统100的驱动定时。

上级处理装置101例如是包含云、边缘计算机、ipc(industrialpersonalcomputer)、mes(manufacturingexecutionsystem)等的以系统整体的集中管理为目的的工业用装置的控制装置。

上级处理装置101通过能够进行双向的信号的收发的网络线缆c0而与控制器11连接。伺服系统100具有上级处理装置101，控制器11通过指定电动机10的驱动定时，从而能够基于工业用装置整体的执行计划对电动机10的旋转进行控制。

另外，上级处理装置101通过对来自传感器14的传感器信号s14进行解析，从而能够对工业用装置的历时劣化等进行诊断，实施在伺服系统100中使用的各仪器、电动机10的被驱动体等的预防保养、计划保养。

例如，在将编码器13和伺服放大器12之间通过规定的通信线缆直接地连接而进行动作的已有的伺服系统100中，作为图10所示的通信线缆c2而使用该已有的通信线缆，在已有的通信线缆和编码器13之间连接传感器集线器15，能够使得基于来自与该传感器集线器15连接的传感器14的传感器信号s14由上级处理装置101对工业用装置进行诊断。

伺服系统100也可以构成为，在已经连接传感器集线器15，无法通过其已有的传感器集线器15对新的传感器14进行连接或识别的情况下，将其已有的传感器集线器15更换为能够连接或识别该传感器14的新的传感器集线器15。如果诊断是暂时性的，则可以在诊断后将更换后的传感器集线器15恢复为原来的传感器集线器15，也可以将更换后的传感器集线器15仍继续用于电动机10的驱动控制。用于诊断的传感器集线器15可以为了诊断而将来自编码器13的编码器信号s13发送至上级处理装置101，也可以在诊断中不使用编码器信号s13。

另外，也可以在传感器集线器15中不设置编码器连接部15a，在编码器13没有与传感器集线器15连接的状态下进行诊断。在将更换后的传感器集线器15还用于电动机10的驱动控制的情况下，在该传感器集线器15设置将来自编码器13的编码器信号s13向伺服放大器12发送的功能。

实施方式5.

下面，对将传感器集线器15与伺服系统100连接，对工业用装置进行诊断的方法的实施的一个例子进行说明。图11是表示向本发明的实施方式5所涉及的伺服系统导入传感器集线器的工序的流程图。下面，关于在连接有伺服放大器12和编码器13的已有的伺服系统100中追加传感器集线器15的情况进行记载。

伺服系统100的使用者为了安装传感器集线器15而将伺服放大器12的电源断开，从编码器13的连接器13a将通信线缆c2的连接器c2a拆下(st301)。

伺服系统100的使用者将传感器集线器15分别与伺服放大器12、编码器13及传感器14连接(st302)。伺服系统100的使用者将通信线缆c2的连接器c2a与传感器集线器15的放大器连接部15c连接，由此将伺服放大器12和传感器集线器15连接。另外，伺服系统100的使用者将编码器连接部15a向编码器13的连接器13a连接，由此将传感器集线器15安装于编码器13。伺服系统100的使用者将传感器线缆c4的连接器c4a向传感器连接部15b连接，由此将传感器14和传感器集线器15连接。在这里，安装作业可以将顺序调换。

伺服系统100的使用者通过目视、检测器等对在伺服放大器12、编码器13、传感器14和传感器集线器15之间没有配线错误进行确认(st303)。

伺服系统100的使用者接通伺服放大器12的电源，从伺服放大器12向传感器集线器15、编码器13和传感器14供给电力(st304)。伺服系统100的使用者通过目视、检测器等对向传感器集线器15、编码器13和传感器14的电力供给正常进行确认(st305)。

为了容易确认电力被正常地供给，传感器集线器15可以通过工业用微型计算机等的运算电路对电源电压的变动进行监视，通过传感器集线器15或伺服放大器12所具有的灯的点灯或闪烁或者哔音等通知电力警报。在传感器集线器15输出电力警报的情况下，可以在向伺服系统100追加的传感器14或传感器集线器15使用外部电源。

另外，在从伺服放大器12向传感器集线器15或传感器14的电力供给无法正常地进行的情况下，可以向动作电压、电流容量不同的规格的传感器14或传感器集线器15进行更换，以使得能够进行电力供给。向更换传感器14或传感器集线器15的情况(st302)返回。

在向传感器集线器15的电力供给正常的情况下，传感器集线器15的传感器判别部153对向传感器连接部15b连接的传感器14的连接状况进行判别，伺服放大器12对伺服放大器12和传感器集线器15之间的通信规格进行设定(st306)。传感器集线器15按照所设定的通信规格，将编码器信号s13及传感器信号s14发送至伺服放大器12及上级处理装置101(st307)。(st306)及(st307)的详细的动作与实施方式1的(st101)至(st107)及(st201)至(st207)相同，因此省略。

通过执行st301至st307，从而向伺服放大器12及上级处理装置101发送编码器信号s13及传感器信号s14，能够进行用于实施包含伺服系统100的工业用装置的驱动控制、预防保养的诊断。使用本发明的实施方式5所涉及的传感器集线器15的工业用装置的诊断方法通过追加或更换传感器集线器15，从而能够使用已有的电动机10、通信线缆c2及编码器13，因此能够将传感器14容易地追加至伺服系统100。

(st301)至(st307)也可以将一部分省略，或将一部分的顺序调换而实施。另外，在本方式中示出了将传感器集线器15追加至已有的伺服系统100的方法，但在新设置伺服系统100时也可以将传感器集线器15组装至伺服系统100。

此外，在实施方式1至5中，作为电动机10以一轴的旋转型电动机为例进行了说明，但并不限定于旋转型电动机，也可以使用相对于固定件将可动件在平移方向进行驱动的线性电动机。

另外，本发明也可以在不脱离其主旨的范围，将实施方式1至4所公开的多个结构要素适当组合。

标号的说明

100伺服系统，10电动机，11控制器，12伺服放大器，13编码器，14传感器，15传感器集线器，15a编码器连接部，15b传感器连接部，15c放大器连接部，151收发部，152信号处理部，153传感器判别部。