目前市售（shòu）龍門機床中， 大梁不做升降運動（dòng）的龍門機（jī）床一般分（fèn）為三類：工作台移動式、龍門移動式、橫（héng）梁移動式（ 又稱橋式）

　　在一般傳統認識中，工作（zuò）台移動（dòng）式滿（mǎn）足了一般工（gōng）件的常規切削，也是國內市麵（miàn）上起普及的一種形式；龍（lóng）門移動式一般滿足較長較重工件的（de）一（yī）般切削，在大型工（gōng）件加工中也（yě）並不少見；而（ér）橫梁移動式龍門機床盡管在歐美工業發達國家（jiā）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（yǐn）進歐美（měi）進口高端機床和高速高精加工的快速發展，該類型機床也開始為人所接受。本（běn）文（wén）既是（shì）對比的介紹（shào）橫梁移動式龍門機床的技術特點和優勢。

 1. 工件承載

　　由於橫梁移動式龍門機床的工作台固定不動，可以設（shè）計（jì）的厚重紮實，因此具備了非常好的承載，一般說來承載（zǎi）重量隻要能夠體積機床允許均可放（fàng）置。而工作台移動（dòng）式機床，在設計時必須考慮到移動（dòng）的重量（liàng），工作台厚度往往（wǎng）隻（zhī）有固定工作台的1/2到1/3，結構強度弱，在不考慮運動特（tè）性的前提下，每平（píng）方米承載也僅在1～1.5t左右，適（shì）用範圍明顯較（jiào）小。

 2. 導軌磨損及精（jīng）度保持性

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

　　工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（cháng）巨大，如果長期加工較重工（gōng）件，必然導致（zhì）導軌磨損加速，一段時間精度就會下降。相對應的工作台固定式（shì）的龍門機床，由於質量負載是定值，不會隨著工件的變化而變化，隻要在設計時選擇合（hé）適的導軌，導軌的（de）磨損就會很小（xiǎo）且（qiě）穩定，機（jī）床能夠長久的（de）保持（chí）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（bān）都能達到（dào）其標注的設計速度，但（dàn）隨著（zhe）工件重量的增加，其移動（dòng）速度必然大幅下降，影響（xiǎng）效率，而工作台固定式龍門機床（chuáng）由於工件負載與移（yí）動無關，無論承載多重工件，均能確保（bǎo）保（bǎo）持設計速度，這在較大型機床（chuáng）上很有意義。

　　同時用（yòng）戶（hù）在關注快移速度（dù）時，往往陷入一（yī）個誤區，這（zhè）個誤區就是忽略了加（jiā）速度，其實快移速度對加工效率的影響（xiǎng）遠遠不如加速（sù）度的影（yǐng）響，尤其是（shì）在一些複雜形狀的工件加工（gōng）上，加速度提高後有時候能夠數倍的提高加工效率。

　　由於工作台移動式龍門的工作（zuò）台負載是個變（biàn）量（liàng），當在機床生（shēng）產廠家設（shè）置較大的加速度，一旦放置（zhì）較重工件後，機床就會發生振動、衝擊（jī）等進而損（sǔn）壞傳動係統；龍（lóng）門移動式龍門盡管（guǎn）工件不參與運動，但龍門框架重心高，過高的加（jiā）速度容易產生較大的傾覆力，造成機床損（sǔn）壞，也不宜設（shè）置過高的加速度（dù）；而橫梁移動式龍門（mén）由（yóu）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變，因此隻要選擇合適的伺服電動機便可獲得很高的加（jiā）速度，有的機床設計合（hé）理的（de）情況下（xià）加速度可以接近於立式加工中心（xīn），這樣不僅能夠提高加工效率，還能降低加工表麵（miàn）粗糙度值。

 4. 伺服運動性能

　　運動質量對伺服慣量比參（cān）數及加速度參數來說有（yǒu）著本（běn）質的影響，如果運動質量產生變化，那（nà）麽慣（guàn）量一定變化，亦即電氣精度參數一定變化，而機床出廠（chǎng）時（shí）所確定的參數是依據調試時的負（fù）載（zǎi）而設定的，一旦出廠後運（yùn）動質量有較大變化後，那麽（me）伺服的負載也產生變化，但此時用戶一（yī）般無法調整這些參數，因此直（zhí）接會導致（zhì）電氣精度降低，不能加工高精度工件，注意此時指的高精度（dù）不是點位運動（二維）的精度，而（ér）是指的插補精度或者說是輪廓精度，而且由（yóu）於（yú）負載變化導致的參數不適應，更會使表麵粗糙度一定程（chéng）度惡化，導（dǎo）致機床（chuáng）不能做（zuò）高速高光（guāng）加工。

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

 5. 加工精度和表麵粗糙度

　　下圖分別（bié）是工作（zuò）台固定式與橫梁移（yí）動（dòng）式龍門機床的（de）傳動示意圖，圖中可以看出（chū）工作台移動式龍門的工作台傳動由於工作台比較重，必（bì）須采用伺服電動機（jī）加行星減速箱減速才能提供足夠的驅動力，但即使是精度（dù）起（qǐ）高的行星減（jiǎn）速（sù）箱也仍然有間（jiān）隙，當（dāng）然這個間隙（xì）一般人認為是可以通過係統補償掉，這（zhè）個想法在工作台不重或移動（dòng）速度不快，總之沒有（yǒu）大的衝擊力（lì）時是可以的，但對於龍門機（jī）床一般承載都較大，且工作（zuò）台本身就比較重了（le）， 一旦（dàn）在高速反（fǎn）向時由於這（zhè）個大的慣量，自然把這個間隙帶出來，這就（jiù）是過切產生的原因，因此隻有降低速度和加速度來減少過切的程度。

　　對橫梁移動式龍門， 由於是（shì）雙邊驅動，則兩邊不能采用有間隙的機構，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間隙傳動（實際還是有微米級（jí）的間隙，但由於很小（xiǎo）對加工沒有影響，在此為了與之前的間隙有區分以下簡稱無間隙）；大型的龍門由於使用齒輪齒條傳動（dòng）， 齒輪齒條和（hé）減速箱結構均有間（jiān）隙，因此國際上比較的則采用（yòng）同向差速消（xiāo）隙同步運動結構，即橫（héng）梁的兩邊各采用兩個伺服（fú）電動機帶行星減速箱驅動，這兩個伺服電動機並不是同時運動的（de），而是先後運動的（de），通過先後運動產生一個拉緊力來消除減速箱和齒（chǐ）輪齒條間的間隙，與此同時（shí），兩（liǎng）邊的兩組還必須保持同（tóng）步運動（dòng）。由於（yú）橫（héng）梁移動式龍門的無間隙傳動，因此極大的避免了過切，尤（yóu）其是可以提高加速度後仍能保持高的加工精（jīng）度值。

　　既然沒有間隙，就不存在（zài）過切現象，這樣就能夠把加速度提高，同時機床運動負載不變，這樣慣量比也能保持出廠所調試的（de）較高值，這是就能較大的調高例如增益等關鍵性（xìng）電（diàn）器參數值，機床就能獲得好的電器性（xìng）能，同時得（dé）到低的表麵粗糙（cāo）度。

　　但要注意的是龍門移動式機床，由於運動重（chóng）心與支撐點（立柱下方滑塊）存（cún）在較大力（lì）臂，在做高加速度運（yùn）動時存在（zài）較大（dà）傾覆力，會有過切現象。而一旦使用（yòng）較低的加速度，不僅運動效率降低，也不能得到好的輪廓精度（dù）和表麵粗糙（cāo）度，但該類型機（jī）床可以用在（zài）點（diǎn）位運動工件的加工，可（kě）以加工重大工件並得到好的精度（dù）和精度保持（chí）性。

　　全（quán）閉環能解決精（jīng）度問題嗎？

　　如上點所述既然工作台移動式機床（此處指的是中型以上機床）不能像橫梁移動式機床一樣得到穩定可靠的精度和（hé）表麵（miàn）粗糙度，那麽采用全閉環是否能夠解決呢？答案是否定（dìng）的，誠（chéng）然，全閉環可以提高機床的精度，但（dàn）需要指出的是（shì）這（zhè）裏的精度指的是位置環精度，而非（fēi）速度環和電流環精度，因此在點位加工時，全閉環可以提高加工（gōng）精度，但在插補運動中，要得到好的（de）輪廓精（jīng）度和表麵粗糙度主（zhǔ）要（yào）依靠的（de）是速度環（huán）及電流環（huán）等電（diàn）氣參數匹配以及獲得好的全閉環循圓效果，因此（cǐ）全閉環並（bìng）不能有（yǒu）效解決問題。同時需要指（zhǐ）出（chū）的是，如果（guǒ）機床本身剛（gāng）性和精（jīng）度不好，使用全（quán）閉環還會導致震動（dòng），進一步惡化機（jī）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（shàng）優（yōu）勢，還有以下（xià）優勢：①加工材料範圍廣，由於導軌在工件加（jiā）工範圍的（de）上麵，容易防護，因此在（zài）加工易磨損導軌材料時，不需要過分（fèn）考慮粉塵進入導軌加速磨損，尤其適於陶瓷、鑄鐵（tiě）、玻璃纖維等。②占地麵（miàn）積小，一般為工作台移動式龍門占地（dì）麵（miàn）積的60%。③加（jiā）工長工件方便，對於一些超過機（jī）床長度的工件，可以移動工件（jiàn）接刀加工。

　　綜合以上特（tè）點來看，這就是（shì）為什麽目前市（shì）售流（liú）行的大型高速銑及雙擺頭式五軸聯動龍門（mén）基本采用橫梁移動式龍門結（jié）構的原（yuán）因。雙擺（bǎi）頭式五軸聯動龍門當五軸頭的旋轉軸擺動角度時，機床的線性軸需要跟隨到達預定位（wèi）置，這就是（shì）RTCP功能。

　　眾所周知作（zuò）為高精度數控機床如果要得（dé）到高精度，必須各軸響應要一致（zhì），因此各軸（zhóu）要有很好（hǎo）的伺（sì）服特性（xìng）和（hé）慣量匹配，而前述為了（le）得到很（hěn）好的伺服特性和慣量匹配必須控製穩定（dìng）的運動質量，並由穩定的伺服有效地控製這個質量，這樣才能得到好的特性並通過循圓來驗證。當三個線性軸得到有效控製並能夠響應（yīng）旋轉軸的速（sù）度和加速度，才（cái）能得（dé）到一個好的空間加工精度。

　　因此在龍門三種結構（gòu）中，工作台（tái）移動式（shì）龍門由於移動重量是變化的，因此（cǐ）慣量和（hé）伺服特性是變化（huà）的，一（yī）般（bān）得不到高（gāo）精度和低的表麵粗糙（cāo）度值；而龍（lóng）門移（yí）動式，也因為龍門移動的重心高，在（zài）急加減速時會產生一個傾（qīng）覆（fù）力矩，這就導致（zhì）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（yīn）此這兩種結構均不適合大（dà）型工件的高（gāo）精度（dù）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（méi）有傾覆力矩，非常適合高（gāo）速高精度加工，也是（shì）國際上普遍的大型高速銑和（hé）五軸龍門的結構方式。