目前（qián）市售（shòu）龍（lóng）門機床中， 大梁不做升（shēng）降運動（dòng）的（de）龍門機床一般分為三類：工作（zuò）台（tái）移動式、龍門移動式、橫梁（liáng）移動式（ 又稱橋式（shì））

　　在（zài）一般傳統認識中，工作台移動式滿足了一般（bān）工件的（de）常規切削，也是國內市麵上起普及的一種形式；龍門移動式一般（bān）滿足較長較重工件的一般切削，在大型工件加工中也並不少（shǎo）見；而橫梁移動式龍門機床盡管在歐美工業發達國家比較普遍使用，但國內仍然比（bǐ）較少見，隨著近10多年我國大量引進歐美進口高端機床和高（gāo）速高精加工的快速發展，該類型機（jī）床也開始為人所接受。本文既是對比的介紹橫梁移動式龍門（mén）機床的技（jì）術特點和優勢。

 1. 工件（jiàn）承載

　　由於橫梁移動式龍門機床的（de）工作台固定不動，可（kě）以設計的厚重紮實（shí），因此具備了非常好的承載（zǎi），一般說來承載重量隻要能夠體積機床允許均可放置。而工作台移動式機床，在設計時必須考慮到移動的重量，工作台厚度往往隻有（yǒu）固定工作（zuò）台的1/2到1/3，結（jié）構強度弱，在（zài）不考慮（lǜ）運動特性（xìng）的前提下，每平方米承載也僅在1～1.5t左右（yòu），適用範圍明顯較小。

 2. 導軌磨損及精度保持性

　　在假定切削條件相同的情況下（xià），質量負（fù）載是影響導軌磨損及精度保持性的一個（gè）重要因（yīn）素。

　　工（gōng）作台移動式龍門機床除了工件重量以外工作台本身的自重也非常巨（jù）大，如果長期加工較（jiào）重（chóng）工件，必然導致導軌磨損加速，一段時間精度就會下降（jiàng）。相對應的工（gōng）作台固定式的龍門機床，由於質量負載是定值，不會隨著工件的（de）變化而（ér）變化，隻要在設計時選擇合適的導軌，導軌的磨損（sǔn）就會很小且穩定，機床能夠長久（jiǔ）的（de）保持精度。

 3. 快移速度和加速度

　　工作台移動式龍門機床在空載時一般都能達到其（qí）標注的設計（jì）速度，但隨著工件重量的增（zēng）加（jiā），其移動（dòng）速度必然大幅下降，影響效率，而工作台固定式龍門機床由於工件負載與移動無關，無論承載多重工件，均能確保保持設計速度，這在較大型機床上很有意義。

　　同時用（yòng）戶在關注（zhù）快移速（sù）度時，往往陷入一個誤區，這個誤（wù）區就是忽（hū）略（luè）了加速度，其實快移速度對加工效率的影響遠（yuǎn）遠不如加速度的影響，尤其是（shì）在一些複雜形狀的（de）工件加工上，加速度提高後（hòu）有時候能（néng）夠數倍的提高加工效率（lǜ）。

　　由於工作台移動式龍門的工（gōng）作台負載是個變量，當在機床生產廠家（jiā）設（shè）置較大的加速度，一旦放置較重工件後，機床就（jiù）會發生振動、衝擊等進而（ér）損壞傳動（dòng）係統；龍門（mén）移（yí）動式龍門盡管（guǎn）工件不參（cān）與運動，但龍門框架重心高，過高的加速度容易產生較大的（de）傾覆力，造成（chéng）機床損壞，也不宜設置過高的加速度；而（ér）橫（héng）梁移動（dòng）式龍門（mén）由於運動重心（xīn）在橫梁上沒有大的傾覆力矩且運動質量保持不（bú）變，因此隻要選擇合適的伺服（fú）電動機便可（kě）獲得很高（gāo）的加速度，有的（de）機床設計合理的情況下加（jiā）速度（dù）可以接近於立式加工中心，這樣（yàng）不（bú）僅（jǐn）能夠提高（gāo）加工效率，還能降低加（jiā）工（gōng）表麵粗（cū）糙度值。

 4. 伺服運動性能

　　運動質量對伺服慣量比參數及加速度參數來說有著本質的影響，如果運動質量產生（shēng）變化，那麽慣（guàn）量一定變化（huà），亦即電氣精（jīng）度參數一定變化（huà），而機床出（chū）廠時所確定的參數是依據調試時的負載而設定的，一旦出廠後運動質量（liàng）有較大（dà）變化後，那麽伺服的（de）負載也產生變化，但此時用戶一（yī）般無（wú）法調整這些參數，因此直接會導致電氣精度降低，不能加工高精（jīng）度工件，注意此時指的高精度不是點位運動（二維）的精度，而是指（zhǐ）的插補精度或者說是輪廓精度，而且由於負載變化導致（zhì）的參數不適應（yīng），更會使表麵粗糙（cāo）度（dù）一定程度惡化，導（dǎo）致機（jī）床不能做高速高（gāo）光加工。

　　這就是往往客戶在驗收機床時驗收工件精度是合格的，但一旦放上一個較大工件後精（jīng）度變化（huà）了，往往找不出問題所在。而橫（héng）梁移動式機床在伺服（fú）運動性能的穩定性和一致性上具有極高的先天（tiān）優勢。

 5. 加（jiā）工（gōng）精度（dù）和表麵粗糙度

　　下圖分別是工作台固定式與橫梁移動（dòng）式龍門機床的傳動（dòng）示意圖，圖中可以看出工作台移動式龍門的（de）工作台傳動由於工作台比較重，必須采用伺服電（diàn）動機加行星減速箱減速才（cái）能提供足夠的驅動力，但即使是精度起高的行星減速箱也（yě）仍然有間隙，當然這個間隙（xì）一般人認為是可以通過（guò）係統補償掉，這（zhè）個想（xiǎng）法在工作台不重或（huò）移（yí）動速度不快，總之沒有大的（de）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， 一旦（dàn）在高速反向時由於這個（gè）大（dà）的慣量，自（zì）然把這個間隙帶出來，這就是（shì）過切產生的原因，因此隻有降低速度和加速度來減少過切的（de）程度。

　　對橫梁移動式龍門， 由於是雙邊驅動，則兩邊（biān）不能采用（yòng）有（yǒu）間（jiān）隙的機（jī）構，因此一般較小規格的龍門采用伺服電動機與絲杠直連這種無（wú）間隙傳動（實際還是（shì）有微米級的間隙，但由於很小對加工沒有影響，在此為了與（yǔ）之前的間隙有區分以下（xià）簡（jiǎn）稱無間隙）；大型的龍門由於使用齒輪齒條傳動， 齒輪齒條和減速箱結構均有間隙，因此國際上比（bǐ）較（jiào）的則采用同向差速消隙（xì）同步運動結構，即橫梁的兩邊各采用（yòng）兩個伺服電動機帶行星減速箱驅動，這兩（liǎng）個伺服電動機並不是同時運動的，而是先（xiān）後運動的，通過先後運動（dòng）產生一個拉緊力來消（xiāo）除減速箱和齒輪（lún）齒條間的間隙，與此同時，兩邊的兩組還必須保持同步運動。由於橫梁移動式龍門（mén）的無間隙傳（chuán）動，因此極大的避免了過切，尤（yóu）其是可以提高（gāo）加速度後仍能保持高的加工精度值。

　　既然沒有間隙，就不存在過切現象（xiàng），這樣就（jiù）能（néng）夠把加速度提高，同（tóng）時機床運動負載不變，這樣慣量比也能保持（chí）出（chū）廠所調試的（de）較高值，這是就能（néng）較大（dà）的調高例如增益等關鍵（jiàn）性電器參數（shù）值，機床就（jiù）能獲得好的電器性能，同時得到低的表麵粗糙度。

　　但要注意的是龍門移動式機床，由於運動重心與支撐點（立柱下方滑塊）存在較大力臂，在做高加速（sù）度運動時存在較大傾覆力（lì），會有過切現象。而一旦使用較（jiào）低的加速度，不僅運動效率（lǜ）降低，也不能得到好的輪廓精度和表麵（miàn）粗糙度，但該類型機床可以用在點位運動工件的（de）加工，可以加工重大工件並得到好的精度和精（jīng）度保持性。

　　全閉環能解決（jué）精度（dù）問題嗎？

　　如上點所（suǒ）述既然工作台移動式機床（此處指的是中型以上機（jī）床）不（bú）能（néng）像橫梁移動式機床一樣得到（dào）穩定可靠的精度和表麵粗糙度，那（nà）麽采用全閉環是否能夠解決呢？答（dá）案是否定的，誠然，全閉環可以提高機（jī）床的精度，但需要指出的是這裏的精度指的是位置環精（jīng）度，而非速度環和電流（liú）環精度，因此在點位加工時（shí），全閉環可以提高加（jiā）工精度，但在插補運動中（zhōng），要得到好的輪廓精（jīng）度和表麵（miàn）粗糙度主要依靠的是（shì）速度環及電流環等電（diàn）氣參（cān）數（shù）匹配以及獲得好的全閉（bì）環循圓效果，因此全閉環並不能有效解決問題。同時需要指出（chū）的是（shì），如果機床本身剛性和精度不好，使用全閉環還會導致（zhì）震動，進一步惡化（huà）機床（chuáng）的精度（dù）和加（jiā）工表（biǎo）麵粗糙度。

　　橫梁移動式龍門機床不僅具有以上優勢，還有以下優勢：①加工材料範圍廣，由於導軌（guǐ）在工件加工範圍的上麵，容易防護（hù），因此在加（jiā）工易磨損導軌材料時，不需要過分考慮（lǜ）粉塵（chén）進入導軌加速磨損，尤其（qí）適於陶瓷、鑄鐵、玻（bō）璃（lí）纖維等。②占地麵積（jī）小，一般為工作台移動式（shì）龍門占地麵（miàn）積的60%。③加工長工件方便，對於（yú）一些超過機床長度的工件，可以移動工件接刀加工。

　　綜合以上特點來看（kàn），這就是為什麽目前市（shì）售（shòu）流行的大型高速銑及雙擺頭式五軸聯動龍門基本采用橫梁移動式龍門結構的原因。雙擺頭式五軸聯動龍（lóng）門當（dāng）五軸頭的旋轉軸擺動角度（dù）時（shí），機床的線性軸需要跟隨到達預（yù）定位置（zhì），這就是RTCP功能。

　　眾所周知作為高精度數（shù）控機床如果要得到高精度，必須各軸響（xiǎng）應要一致，因此各軸要（yào）有很好的伺服（fú）特性和慣量匹配，而前述為了得到很好的伺服特性和慣量（liàng）匹配必（bì）須控（kòng）製穩定的運動質量，並由穩定的伺服有效地控製這個質量，這樣才能得到（dào）好的特性並通（tōng）過循圓來驗證。當三個線性軸得到有效控製並能夠響應旋轉軸的速度和加速度，才能得到一個好的空間加工（gōng）精度。

　　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，因此慣量和伺服（fú）特（tè）性是變化的，一般得（dé）不到高精度和低的表麵粗糙度值；而龍門移動式（shì），也因為龍門（mén）移動的重心高，在急加減速時會產生一個傾覆力矩，這就導致這種結構不能有快速響應，一旦快速響（xiǎng）應就會導致精度變化及（jí）過切，因此這（zhè）兩種結構均不適合大型工件的高精（jīng）度五軸加工的要求；而橫梁移動式結構由於運動質量可控且沒有傾覆力矩，非常適合高速高精度加（jiā）工，也是國際上普遍的大型高速銑（xǐ）和（hé）五（wǔ）軸（zhóu）龍門的結構（gòu）方式。