マイクロ機械加工システム

背景、目的

　直径20～100μmのドリルやミリングツールなどの微小な機械工具が市場に流通するようになり、機械加工でマイクロレベルの加工が可能となっています。しかしながら、これらの微小な工具は高価な上に折損しやすいことや、加工状況を目視できないことが悩みとなっています。そこで、微小な工具に発生する力を検出し、同時に制御することによって、工具折損を予防可能なマイクロ機械加工システムの製作に着手しました。

図1　直径100μmのマイクロドリルは髪の毛とほぼ同じ太さ

成果、製品化状況

　微小な工具に発生する力は通常の工具よりも非常に小さく、数百mN（ミリニュートン）ほどです。このような力は、工作機械の加工テーブル摺動部に発生する摩擦力よりも小さいので、センサーで検出し、制御することは不可能です。そこで、磁気浮上によってワークの位置と力を同時に制御可能なステージを製作しました。これを日本精密機械工作（株）が製造する回転数50,000r.p.m.以上の高速回転モーターと組み合わせることによって、卓上型のマイクロ機械加工システムを実現できました。

図2　マイクロ機械加工システム