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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 | 大 |
繰返精度 | 中 |
軌跡精度 | 大 |
測定精度 | 大 |
組立精度 | 大 |
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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