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高精度協働ロボットのFAIRINO(フェアリノ・ファイリノ)

Thermal Drift / Temperature Drift

温度ドリフト

温度ドリフトとは、温度変化によって機械やセンサー、ロボットの位置・寸法・出力値などが徐々にずれていく現象を指します。


金属や電子部品は温度によって膨張・収縮したり、特性が変化するため、温度が変わると位置精度や測定値に誤差が発生します。


精密ロボット、測定機、CNC、半導体装置などでは、温度ドリフトが精度低下の大きな原因となるため、温度管理や補正機能が重要になります。


通常は

  • mm

  • μm

  • °

  • %

などの誤差量として表されます。


■温度ドリフトのイメージ


温度上昇 ↓ 膨張 ↓ 位置ズレ


時間とともに変化します。


■なぜ発生するか

◆原因

◆内容

熱膨張

金属

発熱

モーター

周囲温度

環境

センサー特性

電子

摩擦熱

減速機

日内変動

空調

温度変化で必ず起こる。


■熱膨張の基本


長さ変化 = 長さ × 膨張係数 × 温度差


<例>

1000mm × 10ppm × 10℃= 0.1mm


精密装置では大きい。


■温度ドリフトが影響する性能

◆項目

◆影響

位置精度

繰返精度

軌跡精度

測定精度

組立精度

高精度ほど影響。


■ロボットでの発生例

◆部位

◆原因

モーター

発熱

減速機

摩擦

アーム

膨張

ベース

温度差

エンコーダ

温度特性

制御盤

温度変化

長時間運転で増える。


■温度ドリフトが問題になる環境

◆環境

◆理由

半導体

μm

精密加工

寸法

測定機

校正

医療

精度

高速ロボット

発熱

精密ほど重要。


■温度ドリフト対策

◆方法

◆内容

恒温室

温度一定

ウォームアップ

安定

温度補正

ソフト

低膨張材

インバー

冷却

水冷

温度センサ

補正

精密機で必須。


■ウォームアップの例


起動 ↓ 温度安定 ↓ 精度安定


これを行う。


■関連用語

◆用語

◆内容

熱膨張

温度

精度

誤差

繰返精度

安定

校正

補正

環境温度

条件

■まとめ


温度ドリフトとは、温度変化によって位置や寸法が徐々にずれる現象です。


精密ロボットや測定装置では精度低下の原因となるため、温度管理や補正が重要になります。

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