目前市售龍門機床中， 大梁不做升降運動的龍（lóng）門機床一般分為三（sān）類（lèi）：工作台移動式、龍門移動式（shì）、橫（héng）梁移動式（ 又（yòu）稱橋式）

　　在一般傳統認識中，工作台移（yí）動式滿足（zú）了一般工件的常規（guī）切削（xuē），也是（shì）國內市麵（miàn）上（shàng）起普及的一種形式；龍門移（yí）動式一般滿足較長較（jiào）重工件（jiàn）的（de）一般切（qiē）削，在大型工件加工中也並不少見；而橫梁移（yí）動式（shì）龍門機床盡管在歐美工業發達國家比較普遍使用（yòng），但國內仍（réng）然比較少見，隨著近10多年我國大量引進（jìn）歐美進口高端機床和（hé）高速高精加工的快速發（fā）展，該類型機床也開始（shǐ）為人所接受。本文（wén）既是對比的介紹橫（héng）梁移動（dòng）式龍門機床（chuáng）的技（jì）術（shù）特點和優勢。

 1. 工件承（chéng）載

　　由於橫梁移動式龍門機床的工作台固（gù）定不動，可以設計的厚重紮實，因此具備了非常好的承載，一般說（shuō）來承載重量隻（zhī）要能夠體積機床（chuáng）允許（xǔ）均可放置。而工作台移動式機床，在設計時必（bì）須考慮到移動的重量，工作台厚度往往（wǎng）隻有固定工作台（tái）的（de）1/2到1/3，結構（gòu）強度弱，在不考慮（lǜ）運動特性的前（qián）提下，每平方米承（chéng）載（zǎi）也僅在1～1.5t左右，適用範圍明顯較小。

 2. 導軌磨損及精度保持性

　　在假定切削條件相（xiàng）同的情況下，質（zhì）量負載是影響導軌（guǐ）磨損及精度保持性的一個重要因素。

　　工作（zuò）台移動式龍門機（jī）床除了工件重量以外工作台本（běn）身的自重也非常巨（jù）大，如果長（zhǎng）期加工較重工件，必然導致導軌磨損加速，一段時間精度就（jiù）會下降。相對應的工作台固定式的龍門（mén）機床，由於質量負載是定值，不（bú）會（huì）隨著工件的（de）變化而變（biàn）化，隻要在設計時選擇合適的導軌，導軌的磨損就會很小且穩（wěn）定，機床能夠長久的（de）保持精度。

 3. 快移速度和加速度

　　工作台移動（dòng）式龍門機（jī）床在空載時一般都（dōu）能達到其標（biāo）注的設計速度（dù），但隨著工件重量的增加，其移（yí）動速度（dù）必然大幅下降，影響效率，而工作台固定式（shì）龍門（mén）機床由於工件（jiàn）負載與移動無關，無論承載（zǎi）多重工件，均能確（què）保保持設計速度，這（zhè）在較（jiào）大型機床上很有意義。

　　同時用戶在關注快移速度時，往往陷入（rù）一個（gè）誤區，這個誤區就是忽略了加速度（dù），其實快移速度對加（jiā）工效（xiào）率（lǜ）的影（yǐng）響遠遠不如加速度的影響，尤其是在一些複雜形（xíng）狀的工件加工上，加速度提高後有時候能（néng）夠數倍的（de）提高加工（gōng）效率。

　　由於（yú）工作台移動式龍門的工作台負載是（shì）個變量，當在機（jī）床生產廠（chǎng）家設置較大的加速度，一旦放置較重工件後（hòu），機床就會發生振動、衝擊等進而損壞（huài）傳動係統；龍門移動式龍門盡管工件不參與運動，但龍門框架重心高（gāo），過高的加速度容易產生較大的傾覆力，造成機床（chuáng）損壞，也不宜設置過高的加速度；而橫梁移動式龍門由於運動重心在橫梁上沒有（yǒu）大的傾覆力矩且運動質量保持不變，因此隻（zhī）要選（xuǎn）擇合適的伺服電動（dòng）機便可獲得很高的加速度，有的機床（chuáng）設計合理的情況下加速度可以接近於立（lì）式加工中心，這樣不（bú）僅能夠提高加工效率，還能降低加工表麵粗糙度值。

 4. 伺（sì）服（fú）運動性能

　　運動質量對伺服慣量比（bǐ）參數及加速度參數來說有著本質（zhì）的影響，如果運動質量產生變化，那麽慣量一定變化，亦即電（diàn）氣精度參數（shù）一定變化，而機床出廠時所確定的參數是依據調試時的負載而設定的，一旦出廠後運（yùn）動質量有較（jiào）大變化後，那麽伺服的負載也產生變化（huà），但此時用戶一般無法調整這些參數，因此直接會導致電氣精度降低（dī），不能加（jiā）工高精度工（gōng）件，注意此時指的高精度不是點位運動（二維）的精度，而是指的插補精度或者說是輪廓精（jīng）度，而（ér）且由（yóu）於負載變化導致的參數不適應，更（gèng）會使表麵粗糙度一定程度惡化，導致機床不能做高（gāo）速高（gāo）光加工。

　　這就是往往客戶在（zài）驗收機床（chuáng）時驗收工件精度是合格的，但一旦放上一個較大（dà）工件後精度變化了，往往找（zhǎo）不出（chū）問題所在。而橫梁移（yí）動式機床在伺服運動性能的穩定性（xìng）和（hé）一致性上具有（yǒu）極高（gāo）的先天優勢（shì）。

 5. 加工精度和表麵粗（cū）糙度

　　下圖分別是工作台固定式與橫梁移動式龍門機床的傳動示意圖，圖中可以（yǐ）看出工作台移動式（shì）龍門的工作台傳動由於工作台比較重，必須采用伺服電動機（jī）加行星減速箱減速才能提供足夠（gòu）的驅動力，但即使是（shì）精度起高的行星減速箱也仍然有間隙，當然這個間隙一般人認為是可以通過係統補償掉，這個想法在工作台不重或移動速度不（bú）快，總之沒有大的衝擊力時是可以的，但對於龍門機床一般承載都較大，且工作台本身就比較重了， 一（yī）旦在高速（sù）反向時由於這個大的（de）慣量，自然把這個間隙帶出來，這就是過切產生的原因，因此隻有（yǒu）降低速度和加速度（dù）來減少過切的程度。

　　對（duì）橫梁移動式龍門， 由於是雙邊驅動，則兩邊不能（néng）采用有間隙（xì）的機構，因此一般較小規格的龍門采用伺服（fú）電動機與絲杠直連這種無（wú）間隙傳動（實際（jì）還是有微米級的間隙，但由於很小對加工沒有（yǒu）影響（xiǎng），在此為了與之（zhī）前的間隙有區分以下簡（jiǎn）稱無間隙）；大型的龍門由於使用齒（chǐ）輪齒條（tiáo）傳動， 齒輪齒條和減速箱結構均有間隙，因此國際上比（bǐ）較的則采用同向差速消隙同步運動結構，即橫梁的兩邊各采用兩個伺服（fú）電動機帶行星減（jiǎn）速箱驅動，這兩個（gè）伺服電動機並不是同時運動的，而是先後運（yùn）動的，通過先後（hòu）運動產生一個拉緊力來消除減速箱和齒輪齒條（tiáo）間的間隙，與此同時，兩邊的兩組還必須保持同（tóng）步（bù）運動。由於橫梁移動式龍門的無間隙傳動，因此極大的避免了過切，尤其是可以提高加速度後（hòu）仍能保持高的（de）加工（gōng）精度值。

　　既然沒有間隙，就不存在過切現象，這樣（yàng）就能夠把加速度提高，同時機床運動負載不變（biàn），這樣慣量比也能保持出廠所調（diào）試的較高值，這是（shì）就（jiù）能較大的調高例如增（zēng）益等關鍵性電器參數值，機床就能獲得好的電器性能，同時（shí）得到低的表麵粗糙度（dù）。

　　但（dàn）要注意的是（shì）龍門移動式機床，由於運動重心與（yǔ）支撐點（立柱下方滑塊）存（cún）在較大（dà）力臂，在做高（gāo）加速度運動時存在較大傾覆力，會有（yǒu）過切現象。而一旦使用較低的加（jiā）速度，不僅運動效率降低，也不能得到好的輪（lún）廓精度和表麵粗糙度，但該類型機床可以用（yòng）在點位運動工（gōng）件的加工，可以加工重（chóng）大工件並得（dé）到（dào）好的精度和精度（dù）保持性。

　　全閉環能解決精度問題嗎？

　　如上點所述既然工作台移動式機床（此處（chù）指的是中型以上機床）不能像橫梁移（yí）動式機（jī）床一樣得到穩定可靠的精度（dù）和表麵粗糙（cāo）度，那麽采用全閉環是否能夠（gòu）解（jiě）決呢（ne）？答案是否定的，誠（chéng）然，全閉（bì）環可以提高機床的精度，但（dàn）需要指（zhǐ）出的是這裏的精度指的是（shì）位置環精度，而非速度（dù）環和電（diàn）流環精度，因此在點（diǎn）位加工時，全閉（bì）環可（kě）以提（tí）高加（jiā）工精度，但在插（chā）補運動中，要得到好的輪廓精度和表麵粗糙（cāo）度主要依（yī）靠的（de）是速度環（huán）及電流環等電氣參數（shù）匹配以及獲得好的全（quán）閉環循圓效果，因此（cǐ）全（quán）閉（bì）環（huán）並不（bú）能（néng）有效解決（jué）問題。同時需要指出的是（shì），如果機床本身剛性和精度不（bú）好，使用全閉環還會導致震動（dòng），進一步惡化（huà）機床的精度和加工表麵粗糙度。

　　橫梁移動式龍門機床不僅具有以上優（yōu）勢，還有（yǒu）以下優勢：①加工材料範圍廣，由於導（dǎo）軌在工件加工範圍的上麵，容易防護，因此在加（jiā）工易磨損導軌材料時，不需要過分考慮粉塵進（jìn）入導軌加速磨損（sǔn），尤其適於陶瓷、鑄鐵、玻璃纖維等。②占地麵積小，一般為工作（zuò）台移動式龍門占地麵積的60%。③加（jiā）工長工件（jiàn）方便，對於一些超過機床長度的工件，可以移動工（gōng）件接刀加工。

　　綜合以上特點來看，這就是為什麽目（mù）前市售（shòu）流行的大型高速銑及雙擺頭（tóu）式五軸聯動龍門基本采（cǎi）用橫梁移動式龍門結（jié）構的（de）原因。雙（shuāng）擺頭式五軸（zhóu）聯動龍門當五軸頭的旋轉軸擺動角度時，機床的線性軸（zhóu）需要跟隨到達預定位置，這就是RTCP功能。

　　眾所周（zhōu）知作為高精度數控機床如果（guǒ）要得到高（gāo）精度，必須各軸響應要一（yī）致，因此各軸（zhóu）要有（yǒu）很好的伺服特性和慣量匹配（pèi），而前述為了得到很好的伺服特性和慣量匹配必須控製穩定的運動質（zhì）量（liàng），並由（yóu）穩定的伺服有效（xiào）地控製這個（gè）質量，這樣（yàng）才能得到好的特性並通過循圓來驗證（zhèng）。當三個線性軸得到有效控製並能夠響（xiǎng）應旋轉軸的速度（dù）和加速（sù）度，才（cái）能得到一個好的空間加工精度（dù）。

　　因此在龍門三種結構中，工作台移動式龍門由於移動重量是變化的，因此慣量和伺（sì）服特性是變化的（de），一般得不到高精度和（hé）低（dī）的表麵粗糙度值；而龍門移動式，也因為龍門移動（dòng）的重心高（gāo），在急加減速時會產生一個傾覆力（lì）矩，這（zhè）就導致這種結構不能有快速響應，一旦快速響應就會導致精度變化及過切，因此這兩種結構均不適合（hé）大（dà）型工件的高精度五軸加工的要求；而橫梁移動（dòng）式結構由於運動質量（liàng）可控（kòng）且沒有傾覆力矩，非（fēi）常適合高速高精度加工，也是國（guó）際（jì）上普遍的（de）大型高速銑和五軸龍門（mén）的結（jié）構方式。