CN109894635A - 主轴装置及机床 - Google Patents

Abstract

一种主轴装置，其具备：主轴；非接触轴承，以非接触的方式将主轴能够旋转地支承；驱动部；以及工具保持部，设置在主轴的一端部，将工具或接触传感器能够拆装地保持。非接触轴承构成为，在接触传感器的装接时，能够切换为通过将主轴以接触状态支承来抑制主轴的移动的测量状态。

Description

主轴装置及机床

技术领域

本发明涉及主轴装置及机床，特别涉及具备能够代替工具而装接用来测量工件的传感器的主轴的主轴装置及机床。

背景技术

以往，已知有具备能够代替工具而装接用来测量工件的传感器的主轴的主轴装置。例如在日本特开2006-326804号公报中公开了这样的主轴装置。

在上述日本特开2006-326804号公报中，公开了一种主轴装置，其具备主轴、将主轴旋转支承的轴承、将主轴旋转驱动的马达和设置在主轴的前端部的工具夹紧机构。在主轴的前端部，能够用工具夹紧机构更换拆装进行工件的加工的工具、和用来测量工件的加工部位的直径的测量头的某个。

虽然在上述日本特开2006-326804号公报中没有明述，但可以想到主轴的轴承是接触式的球轴承。

这里，在主轴装置的轴承中，除了球轴承等接触式的滚动轴承以外，也有采用静压流体轴承等非接触轴承的情况。在非接触轴承中，有与接触式的轴承相比有以下特征：轴承摩擦系数较小而发热较小；另一方面，轴承刚性较低，主轴容易在外力下移动主轴与轴承的间隙量。因此，在采用非接触轴承的主轴装置中，在作为测量头而将接触传感器装接在主轴上要进行工件的测量的情况下，有因来自工件的接触反作用力而主轴位置偏差、难以进行准确的测量的问题点。因此，在采用非接触轴承的主轴装置中，希望即使在将接触传感器装接到主轴上而进行工件的测量的情况下也能够提高测量精度。

发明内容

本发明是为了解决上述那样的课题而做出的，本发明的一个目的是提供在采用非接触轴承的主轴装置中、即使在将接触传感器装接到主轴上而进行工件的测量的情况下也能够提高测量精度的主轴装置及机床。

本发明的第1技术方案的主轴装置具备：主轴；非接触轴承，以非接触的方式将主轴能够绕中心轴线旋转地支承；驱动部，将主轴旋转驱动；以及工具保持部，设置在主轴的一端部，将进行工件的加工的工具或进行工件的测量的接触传感器能够拆装地保持；非接触轴承构成为，在接触传感器的装接时，能够切换为通过将主轴以接触状态支承来抑制主轴的移动的测量状态。

在该主轴装置中，通过如上述那样构成非接触轴承，在将接触传感器装接到工具保持部上而进行工件的测量的情况下，能够将非接触轴承切换为测量状态，由非接触轴承将主轴以接触状态支承。因此，在接触传感器的接触反作用力作用在主轴上的情况下，与以非接触状态的原状保持主轴的情况相比，能够抑制由接触反作用力带来的主轴的位置偏移。作为位置偏移的抑制方法，根据非接触轴承与主轴的接触方向和接触反作用力的作用方向的关系而各种各样，但是有借助将接触反作用力用轴承面直接支承带来的移动限制、伴随着接触的摩擦阻力的增大、由轴承面与主轴侧的对置面的面接触带来的紧贴力的发生等。

即，在使主轴朝向接触反作用力的作用方向接触在非接触轴承上的情况下，由于被非接触轴承的轴承面支承的主轴不进一步运动，所以能够有效地抑制因接触反作用力带来的主轴的位置偏移。在使主轴朝向与接触反作用力交叉的方向接触在非接触轴承上的情况下，能够借助接触部位处的摩擦力的增大来抑制主轴的移动。在使主轴朝向与接触反作用力相反方向接触在非接触轴承上的情况下，能够借助轴承面与主轴侧的对置面的紧贴力的发生来支承主轴。即，由于通常借助研磨等使轴承面及主轴侧的对置面变得平滑，所以轴承面及对置面一旦面接触就会强力地紧贴，能够抑制主轴的移动。这些的结果是，通过在将非接触轴承切换为测量状态的状态下进行测量，在采用非接触轴承的主轴装置中，即使在将接触传感器装接到主轴上而进行工件的测量的情况下，也能够使测量精度提高。

在上述第1技术方案的主轴装置中，优选的是，非接触轴承包括轴向轴承部和径向轴承部，所述轴向轴承部将主轴从轴向的两侧在轴向上支承，所述径向轴承部将主轴在半径方向上支承；非接触轴承构成为，在测量状态下，轴向轴承部的轴向轴承面与主轴的轴向对置面在轴向上接触。如果这样构成，则能够使轴向轴承面与主轴的轴向对置面在轴向上面接触。结果，借助面彼此的紧贴，对于来自接触传感器的轴向的接触反作用力，对于径向的接触反作用力，都能够有效地抑制主轴的位置偏移。此外，由于主轴的轴向位置被定位在与非接触轴承的轴向轴承面的接触位置，所以能够使主轴的轴向的位置精度提高。结果，能够更高精度地进行工件的测量。

在此情况下，优选的是，轴向轴承部包括一侧轴向轴承面和另一侧轴向轴承面，所述一侧轴向轴承面将主轴从一端侧支承，所述另一侧轴向轴承面将主轴从与一端侧相反的另一端侧支承；非接触轴承构成为，在测量状态下，一侧轴向轴承面从主轴离开间隔，另一侧轴向轴承面与主轴的轴向对置面接触。如果这样构成，则由于另一侧轴向轴承面从另一端侧与主轴的轴向对置面接触，所以即使在来自接触传感器的轴向的接触反作用力在将主轴推入的方向（朝向主轴的另一端侧的方向）上作用的情况下，也能够可靠地防止主轴移动。并且，能够将主轴的轴向位置在与另一侧轴向轴承面的接触位置处定位。结果，能够实现因接触反作用力带来的位置偏移的防止、和测量状态下的主轴的轴向的位置精度的提高的双方。

在上述非接触轴承包括轴向轴承部和径向轴承部的结构中，优选的是，非接触轴承是静压流体轴承；还具备流体回路，所述流体回路控制向静压流体轴承的压力供给；流体回路构成为，通过将轴向轴承部的一端侧及另一端侧中的某一方的供给压力比另一方减弱或将某一方的供给压力切断，使轴向轴承面与轴向对置面接触。如果这样构成，则仅通过调节（减弱或切断）向静压流体轴承的供给压力，就能够容易地使轴向轴承面与轴向对置面接触。此外，由于仅是使用用来由静压流体轴承非接触地支承主轴的流体回路就可以，所以即使在使轴向轴承面与轴向对置面接触的情况下，装置结构也不会复杂化。

在此情况下，优选的是，静压流体轴承是静压空气轴承；流体回路包括切换阀，所述切换阀切换对于轴向轴承部的某一方的空气压的供给和切断。如果这样构成，则能够通过仅是设置切换阀的简单的结构，容易地切换为使轴向轴承面与轴向对置面接触的测量状态。

在上述第1技术方案的主轴装置中，优选的是，还具备施力部，所述施力部在测量状态下对主轴在轴向上施力，从而使主轴与非接触轴承接触。如果这样构成，则能够借助施力部容易地切换为测量状态。此外，在为了使主轴与非接触轴承接触而设置专用的施力部的情况下，通过根据来自接触传感器的接触反作用力的大小来设定作用力，能够充分地抑制主轴的位置偏移。

在上述第1技术方案的主轴装置中，优选的是，还具备：判别部，判别是否从工具更换装置将接触传感器装接在了工具保持部上；以及控制部，在工具保持部上装接了接触传感器的情况下，进行将非接触轴承切换为测量状态的控制。如果这样构成，则不论是由工具进行的加工的开始前的测量、还是加工途中的测量，都能够在判别为在工具保持部上装接了接触传感器的情况下切换为测量状态。结果，不需要使用者切换为测量状态，而能够可靠地在由接触传感器进行的测量时将非接触轴承切换为测量状态。

在上述第1技术方案的主轴装置中，优选的是，工具保持部具有夹头部件，所述夹头部件能够直接保持直柄型的工具及接触传感器。如果这样构成，则与将带有夹头的工具（接触传感器）拆装的情况不同，不需要在各个工具（接触传感器）上设置夹头卡盘，相应地能够在削减零件件数的同时使工具小型化。因此，即使是在工具更换装置中设置接触传感器的情况，装置结构也不会大型化。

在上述第1技术方案的主轴装置中，优选的是，驱动部包括感应马达；非接触轴承构成为，在测量状态下，通过与主轴的接触而使主轴的旋转停止。这里，在采用感应马达的情况下，如果不将主轴驱动，则主轴空转。因此，在将接触传感器装接在了工具保持部上的情况下，如果主轴的中心轴与接触传感器的中心轴不是严密地一致，则接触传感器的前端会振摆回转，接触位置离差，从而成为使测量精度下降的主要原因。所以，根据上述结构，在测量状态下，能够在可靠地使主轴的旋转停止的状态下，进行由接触传感器进行的工件的测量，所以在采用感应马达的结构中，能够不进行特别的马达控制而容易地使测量精度提高。

本发明的第2技术方案的机床具备：上述第1技术方案的某一个的主轴装置；移动机构，使主轴装置和工件相对移动；以及工具更换装置，将工具及接触传感器能够相对于主轴装置的主轴拆装地保持。

在该机床中，通过如上述那样构成，与上述第1技术方案的主轴装置同样，在将接触传感器装接到工具保持部上而进行工件的测量的情况下，能够将非接触轴承切换为测量状态，以接触状态支承主轴，所以在接触传感器的接触反作用力作用在主轴上的情况下，与以非接触状态的原状保持主轴的情况相比，能够抑制因接触反作用力带来的主轴的位置偏移。结果，在具备采用非接触轴承的主轴装置的机床中，即使在将接触传感器装接到主轴上而进行工件的测量的情况下，也能够使测量精度提高。

附图说明

图1是表示具备第1实施方式的主轴装置的机床的整体结构的示意图。

图2是表示第1实施方式的主轴装置的示意性的纵剖视图。

图3是用来说明工具保持部的结构及工具更换的工具保持部的示意性的放大剖视图。

图4是用来说明加工状态的主轴装置的示意图。

图5是用来说明测量状态的主轴装置的示意图。

图6是用来说明使用接触传感器的测量处理的流程的流程图。

图7是表示标准量规的测量的图（A）及表示工件的测量的图（B）。

图8是表示第2实施方式的主轴装置的示意性的纵剖视图。

图9是用来说明第2实施方式的测量状态的主轴装置的示意图。

图10是表示工具保持部的第1变形例的示意图。

图11是表示工具保持部的第2变形的把持状态（A）及解除状态（B）的示意图。

图12是表示图5所示的测量状态的变形例的示意图。

具体实施方式

以下，基于附图说明本发明的实施方式。

［第1实施方式］

参照图1～图5，对第1实施方式的主轴装置100及具备主轴装置100的机床200进行说明。

（主轴装置及机床的概要）

如图1所示，主轴装置100是通过将主轴10（参照图2）绕中心轴旋转驱动、使装接在主轴10的一端部的工具1旋转、进行作为被加工物的工件3的加工用的装置。主轴装置100被组装在机床200中，借助机床200具备的移动机构110而相对于工件3相对移动。机床200是数值控制（NC）机床，借助数值信息对工具1和工件3的相对运动（位置及速度）进行控制，借助程序132执行与加工有关的一系列的动作。具体而言，机床200是具备主轴装置100和工具更换装置120的加工中心，借助对于主轴装置100的工具1的换装，能够进行开孔、镗削、铣削等各种加工。

在第1实施方式中，作为一例，对工件3是光学透镜用的金属模、由机床200进行金属模的精密加工的例子进行说明。第1实施方式的主轴装置100及机床200由于能够进行借助接触传感器2的工件3的高精度测量，所以特别适合于进行金属模的制作等要求高精度的精密加工的情况。

机床200具备主轴装置100、移动机构110和工具更换装置120。此外，机床200（主轴装置100）具备控制这些各部的控制部130。

移动机构110构成为，使主轴装置100和工件3相对移动。机床200使主轴装置100和工件3至少在上下方向和在水平面内正交的两方向的正交3轴方向上相对移动。主轴装置100和工件3的相对移动既可以仅主轴装置100及工件3的一方移动，也可以主轴装置100及工件3的双方移动。在图1的例子中，移动机构110使主轴装置100在作为上下方向的Z方向和水平面内的Y方向（图1的左右方向）上移动，使工件3在水平面内与Y方向正交的X方向（图1的与纸面垂直的近侧及里侧方向）上移动。

在图1中，表示机床200是门型加工中心的例子。机床200具备设置工件3的工作台140、和将工作台140能够沿X方向移动地支承的床身（bed）141。机床200具备配置在床身141的Y方向两侧的一对立柱142和架设在一对立柱142的上端部的横梁143。横梁143以跨越工作台140及床身141的上方的方式在Y方向上延伸。横梁143将滑鞍（saddle）144能够沿Y方向移动地支承。滑鞍144将设置有主轴装置100的头145能够沿Z方向移动地支承。

移动机构110具备使头145在Z方向上移动的Z轴移动机构111、使滑鞍144在Y方向上移动的Y轴移动机构112、和使工作台140在X方向上移动的X轴移动机构113。Z轴移动机构111、Y轴移动机构112及X轴移动机构113分别例如包括内置有位置检测器的伺服马达114、和被伺服马达114驱动的直线运动机构（未图示）。另外，移动机构110也可以具备比3轴多的移动轴。例如，移动机构110也可以具备使头145绕X方向的轴中心转动（使主轴装置100的工具1相对于水平面倾斜）的转动轴、及使工作台140绕Z轴中心旋转（使工件3在水平面内旋转）的旋转轴。

工具更换装置120具有将多种工具1能够取出地保持、使装接于主轴装置100的主轴10的工具1更换的功能。在第1实施方式中，工具更换装置120除了工具1以外，还能够取出地保持接触传感器2。即，工具更换装置120构成为，将工具1及接触传感器2能够相对于主轴装置100的主轴10拆装地保持。

图1所示的工具更换装置120包括保持工具1及接触传感器2的仓箱（magazine）121、和将仓箱121驱动的马达122。仓箱121形成为圆盘状，在外周部沿着周向具有多个保持孔（未图示）。仓箱121能够将工具1或接触传感器2以能够向上方拉拔的状态保持在各个保持孔中。马达122构成为，使仓箱121绕中心的旋转轴旋转。

借助仓箱121的旋转，能够将仓箱121的希望的保持孔确位在相对于主轴装置100的工具更换位置。由此，机床200能够使主轴装置100移动到仓箱121的上方的工具更换位置、将装接在主轴装置100上的工具1或接触传感器2拆下而安设到工具更换位置的保持孔中，以及将保持在被移动至工具更换位置处的保持孔中的工具1或接触传感器2向主轴装置100装接。

控制部130构成为，进行机床200的整体的动作控制。控制部130由CPU等处理器构成。控制部130具备存储部131，所述存储部131存储有包括工件3的加工程序的用来控制机床200的各种程序132。处理器执行存储在存储部131中的程序，从而处理器作为机床200的控制部130动作。由此，控制部130进行主轴装置100的动作控制、移动机构110的动作控制、工具更换装置120的动作控制。控制部130例如设置在机床200的控制盘中，与控制盘的显示部（未图示）及输入部（未图示）连接。

（主轴装置）

如图2所示，主轴装置100具备主轴10、非接触轴承20、驱动部30和工具保持部40。主轴装置100作为将这些各部收容在壳体50内的组件被组合安装（package）化。

主轴10是在大致圆筒状的壳体50的中心处上下延伸而设置的轴部件。主轴10也可以是实心的轴部件，但在图2的例子中具有中空（参照图3）的圆筒形状。主轴10被驱动部30绕中心轴旋转驱动，使在设置于主轴10的一端部（主轴端）的工具保持部40上装接的工具1旋转。以下，为了方便，设主轴10的配置工具保持部40的一侧为一端侧（Z1方向），设主轴10的与工具保持部40相反侧为另一端侧（Z2方向）。

在主轴10上，在外周面上设置有向径向外侧突出的凸缘部11。凸缘部11具有一定的厚度，形成为圆板状。在凸缘部11中，在轴向的一端侧（Z1方向侧）及另一端侧（Z2方向侧）的各表面上，形成有与非接触轴承20在轴向上对置的轴向对置面11a。在主轴10中，设置有外径一定的轴部12。在轴部12上，设置有与非接触轴承20在径向上对置的径向对置面12a。另外，凸缘部11的位置没有被特别限定，凸缘部11也可以相对于轴部12配置在一端侧（Z1方向侧）。

工具保持部40设置在主轴10的一端部，构成为，将进行工件3的加工的工具1或进行工件3的测量的接触传感器2能够拆装地保持。工具保持部40在中空的主轴10的一端部，与被插入的工具1或接触传感器2卡合，从而保持工具1或接触传感器2。关于工具保持部40的详细情况在后面叙述。

非接触轴承20构成为，以非接触的方式将主轴10能够绕中心轴线旋转地支承。非接触轴承20构成为，至少在主轴10的旋转驱动时以非接触的方式将主轴10能够绕中心轴线旋转地支承。换言之，非接触轴承20构成为，在工具1的装接时，成为将主轴10以非接触状态能够旋转地支承的加工状态P1（参照图4）。并且，在第1实施方式中，非接触轴承20构成为，在接触传感器2的装接时，能够切换为通过将主轴10以接触状态支承来抑制主轴10的移动的测量状态P2（参照图5）。作为非接触轴承20，可以采用以油或空气为动作流体的静压流体轴承或磁轴承。在第1实施方式中，非接触轴承20是静压流体轴承，特别由静压空气轴承构成。静压空气轴承是将被加压的气体导入到轴承与主轴的间隙CL中、借助气体压力的平衡来非接触地支承作用在主轴10上的负荷（自重及接触反作用力）的轴承。

非接触轴承20包括轴向轴承部21和径向轴承部22，所述轴向轴承部21将主轴10从轴向的两侧支承，所述径向轴承部22将主轴10在半径方向上支承。

轴向轴承部21具有相对于主轴10的凸缘部11配置在轴向两侧的一对轴向轴承面。即，轴向轴承部21包括一侧轴向轴承面21a和另一侧轴向轴承面21b，所述一侧轴向轴承面21a将主轴10从一端侧支承，所述另一侧轴向轴承面21b将主轴10从另一端侧支承。另外，一侧轴向轴承面21a及另一侧轴向轴承面21b都是权利要求书的“轴向轴承面”的一例。一侧轴向轴承面21a及另一侧轴向轴承面21b分别在轴向观察形成为圆环状，以从凸缘部11的轴向对置面11a隔开微小的间隙CL在轴向上对置的方式设置。对于轴向轴承部21，从空压源（正压源）60经由后述的流体回路70及壳体50的通路部51供给压缩空气。在一侧轴向轴承面21a和另一侧轴向轴承面21b上，分别设置有向与轴向对置面11a的间隙CL释放压缩空气的未图示的节流孔。由此，轴向轴承部21借助从一侧轴向轴承面21a及另一侧轴向轴承面21b分别供给到凸缘部11的轴向两侧的动作流体（空气）的压力的平衡，能够非接触地进行主轴10的轴向（轴向方向）的支承。

径向轴承部22具有相对于主轴10的轴部12形成为同心圆状的径向轴承面22a。径向轴承面22a以从主轴10的径向对置面12a隔开微小的间隙CL对置的方式设置。对于径向轴承部22，经由通路部51供给压缩空气。在径向轴承面22a上，设置有向与径向对置面12a的间隙CL释放压缩空气的未图示的节流孔。由此，径向轴承部22借助从径向轴承面22a供给到与径向对置面12a之间的间隙CL中的动作流体（空气）的压力的平衡，能够非接触地进行主轴10的径向（径向方向）的支承。

另外，径向轴承部22在沿着主轴10的轴向的离开间隔的位置处设置有两个。由此，防止了主轴10的倾斜。轴向另一端侧的径向轴承部22设置在与轴向轴承部21共同的截面L字形状的轴承主体上。

为了抑制主轴10的旋转驱动时的压力变动及压力离差，这些轴承面（一侧轴向轴承面21a、另一侧轴向轴承面21b、径向轴承面22a）和主轴10的对置面（轴向对置面11a、径向对置面12a）由研磨面构成。即，这些轴承面及对置面分别以极小的表面粗糙度且较高的尺寸精度形成。轴向轴承部21及径向轴承部22的与主轴10的间隙CL的大小例如被设为8μm以上20μm以下左右。轴向轴承部21与主轴10的间隙CL的大小和径向轴承部22与主轴10的间隙CL的大小也可以不同。

另外，主轴装置100具备控制向作为静压流体轴承的非接触轴承20的压力供给的流体回路70。流体回路70连通到非接触轴承20，并且经由压力调整阀71（参照图4）与外部的空压源60连接。由此，经由流体回路70向非接触轴承20供给规定的压力的压缩空气。作为供给的空气压，例如是约0.3MPa以上、约0.7MPa以下。

驱动部30构成为，将主轴10旋转驱动。驱动部30连结在主轴10的另一端部，构成为，将主轴10直接绕中心轴线旋转驱动。驱动部30是能够进行60000rpm左右的高速旋转的电动马达，是装入在壳体50的内部的装入式马达。马达可以采用同步马达或感应马达等，但在第1实施方式中，驱动部30由感应马达构成。感应马达是借助在定子31处产生的旋转磁场使转子32产生感应电流、借助由感应电流产生的磁场与定子31的旋转磁场的相互作用来使转子32旋转的装置。转子32被固定在主轴10上。定子31以将转子32的径向外侧包围的方式被固定于壳体50。

另外，在图2的例子中，主轴装置100具备用来切换由工具保持部40进行的工具1的卡夹（把持）和放开（把持解除）的切换机构80。切换机构80包括相对于主轴10设置在另一端侧（Z2方向侧）的致动器81、和插入在中空的主轴10的内部且从另一端侧延伸到工具保持部40的附近的推杆82。致动器81例如由空压式或液压式的活塞或电动的螺线管等构成，使推杆82在轴向上进退。

（工具的更换）

在图3所示的第1实施方式的结构例中，工具保持部40构成为，将工具1或接触传感器2的柄部1a（2a）直接把持，能够保持工具1或接触传感器2。即，工具保持部40具有能够保持直柄型的工具1及接触传感器2的夹头（collet）部件41。

具体而言，工具保持部40包括夹头部件41、固定于主轴10的一端部的中空筒状的套筒42、碟形弹簧43和夹头螺母44。套筒42的一端侧成为以随着朝向另一端侧（Z2方向侧）而内径变小的方式形成为锥状的卡夹孔，被插入夹头部件41。夹头部件41在内周侧具有能够保持柄部1a（2a）的筒状形状，被从套筒42的一端侧（Z1方向侧）插入到套筒42内。夹头部件41的一端侧部分与套筒42的卡夹孔对应，以随着朝向另一端部而外径变小的方式形成为锥状。

在夹头部件41上，遍及从中间位置到一端部，形成有沿轴向延伸的缺口41a。夹头部件41将套筒42内贯通而向另一端侧延伸，在夹头部件41的另一端部设置有夹头螺母44。并且，借助设置在套筒42与夹头螺母44之间的碟形弹簧43，将夹头部件41朝向另一端部侧（Z2方向侧）施力。由碟形弹簧43将夹头部件41向套筒42的锥状的卡夹孔的里侧（Z2方向侧）施力的结果，将夹头部件41的一端部（形成有缺口41a的部分）向径向内侧压缩变形而使内径缩小。通过在插入在夹头部件41的一端部内的工具1或接触传感器2的柄部1a（2a）上作用径向的压缩力，将工具1或接触传感器2把持（夹紧）。

如果由切换机构80的致动器81使推杆82向工具保持部40侧前进，则推杆82的前端与夹头部件41的另一端部接触，将夹头部件41朝向一端侧（Z1方向侧）推压。切换机构80通过赋予比碟形弹簧43的作用力大的推压力，将碟形弹簧43压缩将夹头部件41仅以规定量向一端侧推出。夹头部件41相应于被从锥状的卡夹孔推出的量而径向的压缩力变弱，所以工具1或接触传感器2的柄部1a（2a）的把持力变弱。结果，借助致动器81的动作，能够将工具1或接触传感器2的保持解除（放开）。

工具1及接触传感器2在工具更换装置120的仓箱121中以将柄部1a（2a）朝向上方（Z1方向）的姿势被保持。在工具更换时，机床200借助控制部130的控制，使主轴装置100移动到工具更换位置的保持孔上方，在使推杆82前进的状态下使柄部1a（2a）插入到夹头部件41的内部。接着，机床200通过使推杆82后退，使夹头部件41把持工具1或接触传感器2的柄部1a（2a）。由此，将工具1或接触传感器2保持在工具保持部40上。在将工具1或接触传感器2向工具更换装置120送回的情况下，机床200在工具更换位置，在将工具1或接触传感器2配置在原来的保持孔中的状态下，使推杆82前进而使由工具保持部40进行的把持解除。

工具1在一端部（Z1方向侧）形成有工件3的加工用的刃部1b，在另一端部（Z2方向侧）设置有柄部1a。接触传感器2在一端部具有接触测头2b，在接触传感器2的另一端部设置有柄部2a。接触传感器2检测接触测头2b与被测量物的接触。接触传感器2例如内置有应变仪，基于由通过接触测头2b与被测量物的接触产生的应力带来的变形来检测接触。接触传感器2内置有无线通信部，对于配置在机床200内的规定位置处的未图示的接收部输出检测信号。基于接触传感器2的输出，能够精密地测量接触测头2b与被测量物的接触位置。

（加工状态及测量状态）

接着，对在主轴装置100上装接工具1而进行加工时的加工状态、和在主轴装置100上装接接触传感器2而进行工件3的测量的测量状态进行说明。

如上述那样，在第1实施方式中，非接触轴承20构成为，在工具1的装接时，成为将主轴10以非接触状态能够旋转地支承的加工状态P1（参照图4），在接触传感器2的装接时，能够切换为通过将主轴10以接触状态支承来抑制主轴10的移动的测量状态P2（参照图5）。

<加工状态>

首先，在加工状态P1下，如图4所示，借助流体回路70，将来自空压源60的压缩空气向轴向轴承部21的一侧轴向轴承面21a和另一侧轴向轴承面21b的双方供给。由此，将主轴10相对于轴向轴承部21以非接触状态在轴向上支承。此外，在加工状态P1下，来自空压源60的压缩空气被向两个径向轴承部22的各径向轴承面22a供给。由此，将主轴10相对于径向轴承部22以非接触状态在径向上支承。这些的结果是，主轴10在被供给到与非接触轴承20的间隙CL中的空气压非接触地约束了轴向（Z方向）及径向（XY方向）的移动的状态下，能够绕中心轴旋转地被支承。

在此状态下，由驱动部30将主轴10旋转驱动，使装接在主轴10上的工具1高速旋转。并且，借助移动机构110具备的Z轴移动机构111、Y轴移动机构112和X轴移动机构113，使主轴装置100和工件3相对移动，使工具1接触在工件3上，从而进行切削加工。

<测量状态>

另一方面，如图5所示，非接触轴承20构成为，在测量状态P2下，轴向轴承部21的轴向轴承面（另一侧轴向轴承面21b）与主轴10的轴向对置面11a在轴向上接触。

即，调节对于非接触轴承20的供给压力，以使主轴10与非接触轴承20接触。流体回路70构成为，在测量状态P2下，通过将轴向轴承部21的一端侧（Z1方向侧）及另一端侧（Z2方向侧）中的某一方的供给压力比另一方减弱或将某一方的供给压力切断，使轴向轴承面与轴向对置面11a接触。

更具体地讲，在第1实施方式中，流体回路70包括切换阀72，所述切换阀72切换对于轴向轴承部21的某一方的空气压的供给（开启）和切断（关闭）。即，在测量状态P2中，通过由切换阀72将对于轴向轴承部21的某一方的空气压的供给切断，主轴10向被切断的一侧移动，轴向轴承面与轴向对置面11a接触。

在流体回路70中，分别设置有与一侧轴向轴承面21a的节流孔连通的流路73、和与另一侧轴向轴承面21b的节流孔连通的流路74。切换阀72配置在与另一侧轴向轴承面21b的节流孔连通的流路74上。因此，借助切换阀72，能够在向一侧轴向轴承面21a继续压缩空气的供给的原状下，切换对于另一侧轴向轴承面21b的压缩空气的供给及切断。通过对于另一侧轴向轴承面21b的压缩空气的供给被切断，仅与一侧轴向轴承面21a之间的间隙CL的部分成为高压，主轴10向另一侧轴向轴承面21b侧移动。

根据这样的结构，在图5所示的第1实施方式中，非接触轴承20构成为，在测量状态P2下，一侧轴向轴承面21a从主轴10离开间隔，另一侧轴向轴承面21b与主轴10的轴向对置面11a接触。主轴10向轴向另一端侧（Z2方向）移动另一侧轴向轴承面21b与轴向对置面11a之间的间隙CL的大小的量（约8μm～约20μm左右）。结果，另一侧轴向轴承面21b与轴向对置面11a面接触。

在测量状态P2下，由于主轴10的轴向对置面11a相对于另一侧轴向轴承面21b接触，所以由另一侧轴向轴承面21b与轴向对置面11a的接触位置将主轴10的轴向（Z方向）位置准确地定位。此外，朝向主轴10的轴向另一端侧（Z2方向）的外力被轴向轴承部21支承，主轴10的移动被限制，以使得主轴10不能进一步向另一端侧移动。

这里，感应马达与在转子上设置永久磁铁的同步马达不同，仅是设置导体，所以在马达的非驱动时，转子32（主轴10）为自由旋转的状态。相对于此，如上述那样，将非接触轴承20的轴承面和主轴10的对置面分别借助研磨平滑地精加工，所以在面接触状态下，另一侧轴向轴承面21b与轴向对置面11a强力地紧贴。因此，在测量状态P2下，主轴10的旋转被停止。这样，非接触轴承20构成为，在测量状态P2下，借助与主轴10的接触而使主轴10的旋转停止。同样，在测量状态P2下，借助另一侧轴向轴承面21b与轴向对置面11a的紧贴，抑制主轴10向径向方向的移动。

在此状态下，由移动机构110使主轴装置100和工件3相对移动，通过使接触传感器2接触在工件3等被测量物上，进行被测量物的尺寸及移动机构110的坐标系中的接触位置的精密测量。

作为由接触传感器2进行的测量，例如进行工件3（参照图7）的外形形状及位置的测量和被加工面的形状测量。例如长方体状的工件3的外形形状通过相对于水平方向的4侧面的水平方向（主轴10的径向方向）的接触和相对于上表面的上下方向（主轴10的轴向方向）的接触来测量。例如形成在工件3的上表面上的被加工面的形状通过以下方法测量：对于被加工面的面内的多个测量点进行上下方向（主轴10的轴向方向）的接触，将得到的多个测量点的三维位置的分布近似，求出被加工面的形状。

因此，特别在使接触传感器2从被测量物的上方沿轴向（Z方向）接触的情况下，起因于接触传感器2与被测量物的接触而朝向轴向另一端侧（Z2方向）的接触反作用力FR（参照图5）作用在主轴10上。在接触传感器2的构造上，对于被测量物的推压力在水平方向上是约0.1N～1N左右，相对于此，在轴向上变大为约1N～约7N左右。在第1实施方式中，通过在测量状态P2下使另一侧轴向轴承面21b与轴向对置面11a接触，将轴向的接触反作用力FR支承而防止主轴10的位置偏移。另外，在水平方向的测量中，由于推压力较小，所以借助另一侧轴向轴承面21b与轴向对置面11a的紧贴，充分防止径向方向的位置偏移。

在切换为测量状态P2后向加工状态P1返回的情况下，如图4所示，通过将切换阀72切换以向另一侧轴向轴承面21b供给压缩空气，能够将另一侧轴向轴承面21b与轴向对置面11a的接触解除，切换为加工状态P1。

加工状态P1与测量状态P2的切换由控制部130根据装接在主轴10上的装接物是工具1还是接触传感器2来控制。即，在第1实施方式中，主轴装置100具备判别是否从工具更换装置120将接触传感器2装接在了工具保持部40上的判别部133。并且，控制部130构成为，在工具保持部40上装接着接触传感器2的情况下，进行将非接触轴承20切换为测量状态P2的控制。

当控制部130按照规定由机床200进行的加工动作的程序132进行控制以执行一系列的加工动作时，判别部133判别是装接着工具1还是装接着接触传感器2。如果判别部133判别为装接着接触传感器2，则控制部130控制流体回路70的切换阀72，使向另一侧轴向轴承面21b的压缩空气切断。如果判别部133判别为装接着工具1，则控制部130控制流体回路70的切换阀72，向另一侧轴向轴承面21b供给压缩空气。

在第1实施方式中，判别部133构成为由控制部130执行控制程序实现的功能块的一个，由软件实现。也可以设置与控制部130另外的处理器，将判别部133用硬件构成。

<测量动作控制>

接着，参照图6，对使用接触传感器2的测量动作控制进行说明。这里，对在由机床200进行的工件3的加工时进行工件3的位置及形状的测量的例子进行说明。

在步骤S1中，控制部130按照程序132使接触传感器2装接到工具保持部40上。

在步骤S2中，判别部133判别在主轴10的工具保持部40上是否装接了接触传感器2。在没有装接接触传感器2的情况下，不开始测量动作。

在装接了接触传感器2的情况下，控制部130向步骤S3前进，将非接触轴承20切换为测量状态P2。即，将切换阀72切换，使向另一侧轴向轴承面21b的节流孔的压缩空气的供给切断。结果，非接触轴承20与主轴10接触，抑制主轴10的移动。

接着，在步骤S4及S5中，控制部130使用接触传感器2测量标准量规4，从而执行零点调整（校准）。

如图1所示，标准量规4例如被配置到设置有工件3的工作台140上。在图1中，为了图示的方便，将标准量规4表示在相对于工件3在Y方向上排列的位置，但例如也可以将标准量规4配置在相对于工件3在X方向上排列的位置。

图7（A）所示的标准量规4是由陶瓷等预先以较高的尺寸精度制作出的夹具，例如具有圆环形状。控制部130在测量状态P2下控制移动机构110，使接触传感器2的接触测头2b接触在标准量规4的内周面的多个部位上，取得水平面内（XY面内）的基准位置坐标。此外，控制部130使接触传感器2的接触测头2b接触在标准量规4的上表面上，取得Z方向的基准位置坐标。

在步骤S5中，控制部130基于所取得的标准量规4的基准位置坐标，设定水平方向（XY方向）及上下方向（Z方向）的零点。该零点为工件3的位置及形状测量中的基准位置。

在步骤S6中，控制部130使用接触传感器2测量工件3的位置及形状。控制部130在测量状态P2下，控制移动机构110，如图7（B）所示，使接触传感器2的接触测头2b接触在工件3的各个外侧面（4侧面）上，测量各侧面的工件3的水平方向的位置。此外，控制部130使接触传感器2的接触测头2b接触在工件3的上表面上，测量工件3的上表面的高度位置（Z方向位置）。此外，控制部130使接触传感器2的接触测头2b接触在设定于工件3的被加工面上的多个测量点上，测量被加工面的形状。由此，以由标准量规4设定的零点为基准，精密地测量工件3的位置及形状。

在测量完成后，控制部130在步骤S7中判断是否进行修正加工。例如在图7（B）中，在根据测量结果确认了加工后的工件3被形成为希望的形状的情况下，不需要修正加工，所以控制部130使测量处理结束。在工件3没有被形成为希望的形状的情况下，控制部130将处理向步骤S8前进。

在步骤S8中，控制部130代替接触传感器2，使工具1从工具更换装置120装接到工具保持部40上。在步骤S9中，判别部133判别在主轴10的工具保持部40上是否装接了工具1。在没有装接工具1的情况下，不开始加工动作。

在装接了工具1的情况下，控制部130在步骤S10中，将非接触轴承20从测量状态P2切换为加工状态P1。即，将切换阀72切换，使压缩空气向另一侧轴向轴承面21b的节流孔供给。结果，非接触轴承20与主轴10离开间隔，将主轴10以非接触状态能够旋转地支承。

然后，控制部130按照控制程序，执行加工动作控制。即，控制部130借助驱动部30使主轴10高速旋转，基于由测量得到的位置信息及形状信息，实施工件3的加工。

另外，可以将工件3的测量在加工中的规定时机实施。将工件3的测量在哪个时机实施，由规定加工动作的程序132决定。因此，如果为了在加工中进行工件3的测量而在主轴10上装接接触传感器2（步骤S1），则通过实施上述步骤S2～S6，测量工件3。此外，在工件3的加工前进行未加工的工件3的位置及形状的测量的情况下，进行步骤S1～S6而测量工件3的位置及形状，在进行步骤S8～S10而将工具更换后，基于测量结果开始工件3的加工。

（第1实施方式的效果）

在第1实施方式中，能够得到以下这样的效果。

在第1实施方式中，如上述那样将非接触轴承20构成为，在接触传感器2的装接时，能够切换为通过将主轴10以接触状态支承而抑制主轴10的移动的测量状态P2，由此，在将接触传感器2装接到工具保持部40上而进行工件3的测量的情况下，能够将非接触轴承20切换为测量状态P2，由非接触轴承20将主轴10以接触状态支承。因此，在接触传感器2的接触反作用力FR作用在主轴10上的情况下，与以非接触状态的原状保持主轴10的情况相比，能够抑制由接触反作用力FR带来的主轴10的位置偏移。

具体而言，在例如进行主轴转速为60000rpm左右的高速旋转的主轴装置100中，通常静压空气轴承的刚性在轴向（轴向方向）上被设为约10N/μm～约20N/μm左右。另一方面，在将接触测头2b相对于被测量物在轴向上推压的情况下，推压力如上述那样成为约1N～约7N左右。在刚性为10N/μm、推压力为7N的情况下，主轴10变位0.7μm，金属模所要求的精度下的精密测量变得困难。相对于此，根据上述第1实施方式的结构，由于使主轴10朝向接触反作用力FR的作用方向机械地接触在非接触轴承20上，所以能够有效地抑制主轴10的位置偏移。结果，通过在将非接触轴承20切换为测量状态P2的状态下进行测量，在采用了非接触轴承20的主轴装置100中，即使在将接触传感器2装接到主轴10上而进行工件3的测量的情况下，也能够使测量精度提高。

此外，在第1实施方式中，如上述那样将非接触轴承20构成为，在测量状态P2下轴向轴承部21的轴向轴承面（另一侧轴向轴承面21b）与主轴10的轴向对置面11a在轴向上接触，所以能够使轴向轴承面（另一侧轴向轴承面21b）和主轴10的轴向对置面11a在轴向上面接触。结果，借助面彼此的紧贴，对于来自接触传感器2的轴向的接触反作用力FR，对于径向的接触反作用力，都能够有效地抑制主轴10的位置偏移。此外，由于主轴10的轴向位置被定位在与非接触轴承20的轴向轴承面的接触位置，所以能够使主轴10的轴向的位置精度提高。结果，能够更高精度地进行工件3的测量。

此外，在第1实施方式中，如上述那样将非接触轴承20构成为，在测量状态P2下，一侧轴向轴承面21a从主轴10离开间隔，另一侧轴向轴承面21b与主轴10的轴向对置面11a接触。由此，另一端侧（Z2方向侧）的另一侧轴向轴承面21b与主轴10的轴向对置面11a接触，所以即使在来自接触传感器2的轴向的接触反作用力FR（参照图5）在将主轴10推入的方向（Z2方向）上作用的情况下，也能够可靠地防止主轴10移动。并且，能够将主轴10的轴向位置在与另一侧轴向轴承面21b的接触位置处定位。结果，能够实现由接触反作用力FR带来的位置偏移的防止、和测量状态P2下的主轴10的轴向的位置精度的提高的双方。

此外，在第1实施方式中，如上述那样，将流体回路70构成为，通过将轴向轴承部21的一侧及另一侧中的某一方（另一侧）的供给压力切断，使轴向轴承面（另一侧轴向轴承面21b）与轴向对置面11a接触。由此，仅通过调节（切断）向静压流体轴承的供给压力，就能够容易地使轴向轴承面与轴向对置面11a接触。此外，由于仅是使用用来由静压流体轴承非接触地支承主轴10的流体回路70就可以，所以即使在使轴向轴承面与轴向对置面11a接触的情况下，装置结构也不会复杂化。另外，也可以代替将向另一侧的供给压力切断，而仅是使向另一侧的供给压力比向一侧的供给压力减弱。只要使向另一侧的供给压力相比于向一侧的供给压力充分小，就能够借助压力差使轴向轴承面与轴向对置面11a接触。因而，只要能够使轴向轴承面与轴向对置面11a接触，不需要将向另一侧的供给压力完全切断。

此外，在第1实施方式中，如上述那样，在流体回路70中，设置将对于轴向轴承部21的某一方的空气压的供给和切断切换的切换阀72。由此，能够通过仅是设置切换阀72的简单的结构，容易地切换为使轴向轴承面与轴向对置面11a接触的测量状态P2。

此外，在第1实施方式中，如上述那样设置有：判别部133，判别是否从工具更换装置120将接触传感器2装接在了工具保持部40上；以及控制部130，在工具保持部40上装接了接触传感器2的情况下，进行将非接触轴承20切换为测量状态P2的控制。由此，不论是由工具1进行的加工的开始前的测量、还是加工途中的测量，都能够在判别为在工具保持部40上装接了接触传感器2的情况下切换为测量状态P2。结果，不需要使用者切换为测量状态P2，而能够可靠地在由接触传感器2进行的测量时将非接触轴承20切换为测量状态P2。

此外，在第1实施方式中，如上述那样，在工具保持部40上，设置能够直接保持直柄型的工具1及接触传感器2的夹头部件41。由此，与将带有夹头的工具1（接触传感器2）拆装的情况不同，不需要在各个工具1（接触传感器2）上设置夹头卡盘，相应地能够在削减零件件数的同时使工具1小型化。因此，即使是在工具更换装置120中设置接触传感器2的情况下，装置结构也不会大型化。

此外，在第1实施方式中，如上述那样，将驱动部30用感应马达构成，将非接触轴承20构成为，在测量状态P2下，通过与主轴10的接触而使主轴10的旋转停止。如上述那样，在采用感应马达的情况下，如果不将主轴10驱动，则主轴10空转。因此，在将接触传感器2装接在了工具保持部40上的情况下，如果主轴10的中心轴与接触传感器2的中心轴不是严密地一致，则接触传感器2的前端会振摆回转，与工件3或标准量规4的接触位置离差，成为使测量精度下降的主要原因。所以，通过上述结构，在测量状态P2下，能够在可靠地使主轴10的旋转停止的状态下，进行由接触传感器2进行的工件3的测量，所以在采用感应马达的结构中，能够不进行特别的马达控制而容易地使测量精度提高。

此外，在第1实施方式中，通过构成具备如上述那样构成的主轴装置100的机床200，在具备采用非接触轴承20的主轴装置100的机床200中，即使在将接触传感器2装接到主轴10上而进行工件3的测量的情况下，也能够使测量精度提高。

［第2实施方式］

接着，参照图8及图9，对第2实施方式的主轴装置101进行说明。在第2实施方式中，与通过将向轴向轴承部21的另一侧轴向轴承面21b的压力供给切断来切换为测量状态P2的结构的第1实施方式不同，对设置对主轴10在轴向上施力的施力部210的结构进行说明。另外，在第2实施方式中，主轴装置101以外的结构与上述第1实施方式是同样的，所以省略说明。此外，在第2实施方式中，对于与上述第1实施方式相同的结构赋予相同的附图标记而省略说明。

如图8所示，在第2实施方式的主轴装置101中，设置有施力部210，所述施力部210在测量状态P2（参照图9）下，通过对主轴10在轴向（Z方向）上施力，使主轴10与非接触轴承20接触。

施力部210对主轴10赋予外力，向非接触轴承20推压。由此，在测量状态P2（参照图9）下，主轴10与非接触轴承20接触。通过主轴10与非接触轴承20的接触，即使接触测头2b的接触反作用力FR作用在主轴10上，也抑制主轴10的移动。

施力部210只要是能够对主轴10赋予外力的结构，没有被特别限定。在图8的例子中，施力部210相对于驱动部30配置在轴向的另一端侧（Z2方向侧），构成为，借助空气压对主轴10施力。即，对于施力部210，经由流体回路70供给压缩空气。施力部210具有环状的供给面211，所述供给面211与设置在转子32的轴向另一端部的平衡圈33对置并且在内侧被插通推杆82。施力部210构成为，从设置在供给面211上的未图示的节流孔对平衡圈33喷出压缩空气。

如图9所示，流体回路70可以由切换阀220切换向施力部210的压力供给和切断。结果，在切换阀220的开启（供给）状态下，借助从施力部210供给的空气压，将平衡圈33、转子32及连结在它们上的主轴10朝向轴向一端侧（Z1方向）施力。由此，非接触轴承20构成为，如果切换阀220被切换为开启状态，则切换为通过将主轴10以接触状态支承来抑制主轴10的移动的测量状态P2。

在切换阀220的关闭（切断）状态下，通过将压缩空气的供给切断而将施力解除，主轴10被非接触轴承20以非接触状态旋转支承。由此，非接触轴承20构成为，如果切换阀220被切换为关闭状态，则如图8那样，切换为将主轴10以非接触状态能够旋转地支承的加工状态P1。

这样，在图9的例子中，施力部210构成为，通过对主轴10向一端侧（Z1方向）施力，使一侧轴向轴承面21a与轴向对置面11a接触。

因此，在第2实施方式的情况下，在测量状态P2下，相对于主轴10的凸缘部11，在作为轴向的接触反作用力FR的作用方向的另一端侧（Z2方向侧），在与另一侧轴向轴承面21b之间发生间隙。因而，在接触反作用力FR比施力部210的作用力FF大的情况下，主轴10有可能向另一端侧变位。

在此情况下，由于随着另一侧轴向轴承面21b与轴向对置面11a的间隙CL的减少而轴向轴承部21的另一端侧的压力上升，所以可以考虑在主轴10的自重、作用力FF及另一端侧的压力FP的合力与接触反作用力FR平衡的位置，主轴10的变位停止。在这样的情形下，由于在一侧轴向轴承面21a与轴向对置面11a的接触位置处主轴10在轴向上被定位的状态下，发生由规定的接触反作用力FR带来的变位，所以如果相同大小的接触反作用力FR作用，则变位量也相同。

因此，在标准量规4的测量时（参照图7（A））和工件3的测量时（参照图7（B）），在由接触测头2b带来的推压力相等的情况下，接触反作用力FR也相等，主轴10的变位量也相等。即，在标准量规4的测量时，在由接触反作用力FR主轴10在轴向上变位了规定量的状态下进行零点调整，接着在工件3的测量时，成为也在由相同的接触反作用力FR变位了规定量的状态下进行测量，所以，结果能够不受主轴10的轴向的变位的影响而进行工件3的测量。

因而，在第2实施方式中，控制部130在标准量规4的测量时和工件3的测量时，对移动机构110（参照图1）进行控制，以在相同的推压力下进行借助接触传感器2的测量。

另外，在第2实施方式中，控制部130在测量状态P2下，将向轴向轴承部21中的一侧轴向轴承面21a的节流孔的供给压力减弱或切断。由此，能够使一侧轴向轴承面21a与轴向对置面11a紧贴，使两者之间产生紧贴力，所以能够有效地抑制由接触反作用力FR带来的主轴10的移动。

此外，优选的是施力部210构成为，以比由接触传感器2进行的工件3的测量时的对于工件3的轴向的推压力大的作用力FF进行施力。由此，即使接触测头2b的接触反作用力FR作用在主轴10上，也能够可靠地抑制主轴10的移动。

第2实施方式的其他结构与上述第1实施方式是同样的。

（第2实施方式的效果）

在第2实施方式中，能够得到以下这样的效果。

在第2实施方式中，与上述第1实施方式同样，将非接触轴承20构成为，在接触传感器2的装接时，通过将主轴10以接触状态支承来抑制主轴10的移动的测量状态P2，由此，在将接触传感器2装接到工具保持部40上而进行工件3的测量的情况下，能够将非接触轴承20切换为测量状态P2，借助非接触轴承20将主轴10以接触状态支承。因此，在接触传感器2的接触反作用力FR作用在主轴10上的情况下，与以非接触状态的原状保持主轴10的情况相比，能够抑制由接触反作用力FR带来的主轴10的位置偏移。

此外，在第2实施方式中，如上述那样，设置有施力部210，所述施力部210在测量状态P2下对主轴10在轴向上施力，从而使主轴10与非接触轴承20接触。由此，能够借助施力部210容易地切换为测量状态P2。此外，在为了使主轴10与非接触轴承20接触而设置专用的施力部210的情况下，通过根据来自接触传感器2的接触反作用力FR的大小来设定作用力FF，能够充分地抑制主轴10的位置偏移。

第2实施方式的其他效果与上述第1实施方式是同样的。

（变形例）

另外，应认为：此次公开的实施方式在全部的方面都是例示，而不是限制性的。本发明的范围不是由上述实施方式的说明、而是由权利要求书表示，进而包含与权利要求书等价的意义及范围内的全部变更（变形例）。

例如，在上述第1及第2实施方式中，表示了工具保持部40具有能够直接保持工具1及接触传感器2的直柄（柄部1a（2a））的夹头部件41的例子，但本发明并不限于此。在本发明中，工具保持部40也可以不具有夹头部件41。例如，在主轴装置中，已知有夹头部件不是设置在工具保持部上而是设置在工具侧的结构。

在图10中，工具保持部40具有将固定地安装着工具1的工具保持夹头310插入的保持孔，构成为，通过将旋转式的外筒320用螺纹件安装并紧固到主轴10上，来保持工具保持夹头310。

在图11中，工具保持部40具有将固定地安装着工具1的工具保持夹头330插入的保持孔，构成为，借助设置在主轴10的内部的拉杆340的进退，切换工具保持夹头330的把持及把持的解除。工具保持夹头330具有锥形状的柄部331，在被插入到工具保持部40的内部时，锥面抵接，从而轴心位置及轴心的朝向被限制。拉杆340代替图2所示的推杆82而设置。如图11（A）那样，如果使拉杆340后退，则设置在拉杆340上的锁定杆341将夹紧爪350向径向外侧推压，使夹紧爪350与外周侧的柄部331卡合而将工具1把持（夹紧）。如图11（B）那样，如果使拉杆340前进，则通过由锁定杆341进行的夹紧爪350的推压被解除，柄部331与夹紧爪350的卡合被解除（放开）。

在本发明中，也可以具备上述图10或图11的结构的工具保持部40。但是，在工具保持部40具有能够直接保持工具1及接触传感器2的直柄（柄部1a（2a））的夹头部件41的结构中，在以下两点上是优选的：也可以不在各个工具1及接触传感器2上设置各一个工具保持夹头这一点、以及因为由在准确定位的状态下安装在主轴10上的夹头部件41将工具1或接触传感器2直接把持、所以能够抑制轴心位置及轴心的朝向的偏差而高精度地固定这一点。

此外，在上述第1及第2实施方式中，表示了使主轴10相对于非接触轴承20在轴向（轴向方向）上接触的例子（与轴向轴承部接触的例子），但本发明并不限于此。在本发明中，也可以使主轴10相对于非接触轴承20在径向（径向方向）上接触。即，在径向轴承部22上，遍及整周以等角度间隔设置多个节流孔，借助由从各个节流孔喷出的压缩空气带来的静压的平衡，将主轴10在径向上非接触支承。因此，通过将对于径向轴承部22的多个节流孔中的某一个或多个节流孔的压力供给切断，能够使主轴10的径向对置面12a与径向轴承部22的径向轴承面22a接触。在此情况下，借助径向对置面12a与径向轴承面22a的接触部位处的摩擦力的增大，能够抑制主轴10的移动。另外，也可以与在第1或第2实施方式中表示的结构组合，使主轴10接触在轴向轴承部21及径向轴承部22的双方上。

此外，在上述第1实施方式中，表示了通过将对于另一侧轴向轴承面21b的节流孔的压力供给切断、使主轴10的轴向对置面11a相对于另一侧轴向轴承面21b接触的例子，但本发明并不限于此。如图12所示，也可以通过将对于一侧轴向轴承面21a的节流孔的压力供给切断，使主轴10的轴向对置面11a相对于一侧轴向轴承面21a接触。

此外，在上述第2实施方式中，表示了施力部210对主轴10向一端侧（Z1方向）施力、从而使一侧轴向轴承面21a与轴向对置面11a接触的例子，但本发明并不限于此。在上述第2实施方式中，也可以相反地构成为，施力部210将主轴10向另一端侧（Z2方向）施力，从而使主轴10的轴向对置面11a相对于另一侧轴向轴承面21b接触。在此情况下，主轴10和非接触轴承20为与上述第1实施方式同样的接触状态（参照图5）。

此外，在上述第2实施方式中，表示了构成为施力部210借助空气压以非接触的方式对主轴10施力的例子，但本发明并不限于此。施力部210也可以构成为，例如借助空压式或液压式的活塞或电动的螺线管等，与主轴10直接接触而对主轴10施力。

此外，在上述第1及第2实施方式中，表示了在测量状态P2下、将轴向轴承部21的一侧及另一侧中的某一方的供给压力比另一方减弱或将某一方的供给压力切断的例子，但本发明并不限于此。在本发明中，例如也可以在空压源60中与正压源另外地设置负压源，向轴向轴承部21的一侧及另一侧中的某一方供给负压，向另一方供给正压。由此，也能够使主轴10相对于非接触轴承20接触。

此外，在上述第1及第2实施方式中，表示了门型加工中心的例子，但本发明的机床也可以是不具有门型构造的立型加工中心、或主轴10在水平方向上设置的横型加工中心。

Claims (10)

1.一种主轴装置，其特征在于，

具备：

主轴；

非接触轴承，以非接触的方式将前述主轴能够绕中心轴线旋转地支承；

驱动部，将前述主轴旋转驱动；以及

工具保持部，设置在前述主轴的一端部，将进行工件的加工的工具或进行工件的测量的接触传感器能够拆装地保持；

前述非接触轴承构成为，在前述接触传感器的装接时，能够切换为通过将前述主轴以接触状态支承来抑制前述主轴的移动的测量状态。

2.如权利要求1所述的主轴装置，其特征在于，

前述非接触轴承包括轴向轴承部和径向轴承部，所述轴向轴承部将前述主轴从轴向的两侧在轴向上支承，所述径向轴承部将前述主轴在半径方向上支承；

前述非接触轴承构成为，在前述测量状态下，前述轴向轴承部的轴向轴承面与前述主轴的轴向对置面在轴向上接触。

3.如权利要求2所述的主轴装置，其特征在于，

前述轴向轴承部包括一侧轴向轴承面和另一侧轴向轴承面，所述一侧轴向轴承面将前述主轴从一端侧支承，所述另一侧轴向轴承面将前述主轴从与一端侧相反的另一端侧支承；

前述非接触轴承构成为，在前述测量状态下，前述一侧轴向轴承面从前述主轴离开间隔，前述另一侧轴向轴承面与前述主轴的轴向对置面接触。

4.如权利要求2所述的主轴装置，其特征在于，

前述非接触轴承是静压流体轴承；

还具备流体回路，所述流体回路控制向前述静压流体轴承的压力供给；

前述流体回路构成为，通过将前述轴向轴承部的一端侧及另一端侧中的某一方的供给压力比另一方减弱或将前述某一方的供给压力切断，使前述轴向轴承面与前述轴向对置面接触。

5.如权利要求4所述的主轴装置，其特征在于，

前述静压流体轴承是静压空气轴承；

前述流体回路包括切换阀，所述切换阀切换对于前述轴向轴承部的某一方的空气压的供给和切断。

6.如权利要求1所述的主轴装置，其特征在于，

还具备施力部，所述施力部在前述测量状态下对前述主轴在轴向上施力，从而使前述主轴与前述非接触轴承接触。

7.如权利要求1所述的主轴装置，其特征在于，

还具备：

判别部，判别是否从工具更换装置将前述接触传感器装接在了前述工具保持部上；以及

控制部，在前述工具保持部上装接了前述接触传感器的情况下，进行将前述非接触轴承切换为前述测量状态的控制。

8.如权利要求1所述的主轴装置，其特征在于，

前述工具保持部具有夹头部件，所述夹头部件能够直接保持直柄型的前述工具及前述接触传感器。

9.如权利要求1所述的主轴装置，其特征在于，

前述驱动部包括感应马达；

前述非接触轴承构成为，在前述测量状态下，通过与前述主轴的接触而使前述主轴的旋转停止。

10.一种机床，其特征在于，

具备：

权利要求1～9中任一项所述的主轴装置；

移动机构，使前述主轴装置和工件相对移动；以及

工具更换装置，将前述工具及前述接触传感器能够相对于前述主轴装置的前述主轴拆装地保持。