機(jī)床商務(wù)網(wǎng)
詳細(xì)介紹
目前橫梁移動(dòng)式龍門(mén)機(jī)床在發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)成主流的發(fā)展方向
目前市售龍門(mén)機(jī)床中， 大梁不做升降運(yùn)動(dòng)的龍門(mén)機(jī)床一般分為三類(lèi)：工作臺(tái)移動(dòng)式、龍門(mén)移動(dòng)式、橫梁移
動(dòng)式（ 又稱(chēng)橋式龍門(mén)機(jī)床和天車(chē)式龍門(mén)機(jī)床），
橫梁移動(dòng)式龍門(mén)機(jī)床
在一般傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)中，工作臺(tái)移動(dòng)式滿(mǎn)足了一般工件的常規(guī)切削，也是國(guó)內(nèi)市面上最普及的一種形式；龍門(mén)移
動(dòng)式一般滿(mǎn)足較長(zhǎng)較重工件的一般切削，在大型工件加工中也并不少見(jiàn)；而橫梁移動(dòng)式龍門(mén)機(jī)床盡管在歐美工業(yè)
發(fā)達(dá)國(guó)家比較普遍使用，但國(guó)內(nèi)仍然比較少見(jiàn)，隨著近10多年我國(guó)大量引進(jìn)歐美進(jìn)口機(jī)床和高速高精加工的
快速發(fā)展，該類(lèi)型機(jī)床也開(kāi)始為人所接受。本文既是對(duì)比的介紹橫梁移動(dòng)式龍門(mén)機(jī)床的技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。
1. 工件承載
由于橫梁移動(dòng)式龍門(mén)機(jī)床的工作臺(tái)固定不動(dòng)，可以設(shè)計(jì)的厚重扎實(shí)，因此具備了非常好的承載，一般說(shuō)來(lái)承
載重量只要能夠體積機(jī)床允許均可放置。而工作臺(tái)移動(dòng)式機(jī)床，在設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮到移動(dòng)的重量，工作臺(tái)厚度往
往只有固定工作臺(tái)的1/2到1/3，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度弱，在不考慮運(yùn)動(dòng)特性的前提下，每平方米承載也僅在1～1.5t左右，
適用范圍明顯較小。
2. 導(dǎo)軌磨損及精度保持性
在假定切削條件相同的情況下，質(zhì)量負(fù)載是影響導(dǎo)軌磨損及精度保持性的一個(gè)重要因素。
工作臺(tái)移動(dòng)式龍門(mén)機(jī)床除了工件重量以外工作臺(tái)本身的自重也非常巨大，如果長(zhǎng)期加工較重工件，必然導(dǎo)致
導(dǎo)軌磨損加速，一段時(shí)間精度就會(huì)下降。相對(duì)應(yīng)的工作臺(tái)固定式的龍門(mén)機(jī)床，由于質(zhì)量負(fù)載是定值，不會(huì)隨著工
件的變化而變化，只要在設(shè)計(jì)時(shí)選擇合適的導(dǎo)軌，導(dǎo)軌的磨損就會(huì)很小且穩(wěn)定，機(jī)床能夠長(zhǎng)久的保持精度。
3. 快移速度和加速度
工作臺(tái)移動(dòng)式龍門(mén)機(jī)床在空載時(shí)一般都能達(dá)到其標(biāo)注的設(shè)計(jì)速度，但隨著工件重量的增加，其移動(dòng)速度必然
大幅下降，影響效率，而工作臺(tái)固定式龍門(mén)機(jī)床由于工件負(fù)載與移動(dòng)無(wú)關(guān)，無(wú)論承載多重工件，均能確保保持設(shè)
計(jì)速度，這在較大型機(jī)床上很有意義。
同時(shí)用戶(hù)在關(guān)注快移速度時(shí)，往往陷入一個(gè)誤區(qū)，這個(gè)誤區(qū)就是忽略了加速度，其實(shí)快移速度對(duì)加工效率的
影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如加速度的影響，尤其是在一些復(fù)雜形狀的工件加工上，加速度提高后有時(shí)候能夠數(shù)倍的提高加工效
率。
由于工作臺(tái)移動(dòng)式龍門(mén)的工作臺(tái)負(fù)載是個(gè)變量，當(dāng)在機(jī)床生產(chǎn)廠(chǎng)家設(shè)置較大的加速度，一旦放置較重工件后
，機(jī)床就會(huì)發(fā)生振動(dòng)、沖擊等進(jìn)而損壞傳動(dòng)系統(tǒng)；龍門(mén)移動(dòng)式龍門(mén)盡管工件不參與運(yùn)動(dòng)，但龍門(mén)框架重心高，過(guò)
高的加速度容易產(chǎn)生較大的傾覆力，造成機(jī)床損壞，也不宜設(shè)置過(guò)高的加速度；而橫梁移動(dòng)式龍門(mén)由于運(yùn)動(dòng)重心
在橫梁上沒(méi)有大的傾覆力矩且運(yùn)動(dòng)質(zhì)量保持不變，因此只要選擇合適的伺服電動(dòng)機(jī)便可獲得很高的加速度，有的
機(jī)床設(shè)計(jì)合理的情況下加速度可以接近于立式加工中心，這樣不僅能夠提高加工效率，還能降低加工表面粗糙度
值。
4. 伺服運(yùn)動(dòng)性能
運(yùn)動(dòng)質(zhì)量對(duì)伺服慣量比參數(shù)及加速度參數(shù)來(lái)說(shuō)有著本質(zhì)的影響，如果運(yùn)動(dòng)質(zhì)量產(chǎn)生變化，那么慣量一定變化
，亦即電氣精度參數(shù)一定變化，而機(jī)床出廠(chǎng)時(shí)所確定的參數(shù)是依據(jù)調(diào)試時(shí)的負(fù)載而設(shè)定的，一旦出廠(chǎng)后運(yùn)動(dòng)質(zhì)量
有較大變化后，那么伺服的負(fù)載也產(chǎn)生變化，但此時(shí)用戶(hù)一般無(wú)法調(diào)整這些參數(shù)，因此直接會(huì)導(dǎo)致電氣精度降低
，不能加工高精度工件，注意此時(shí)指的高精度不是點(diǎn)位運(yùn)動(dòng)（二維）的精度，而是指的插補(bǔ)精度或者說(shuō)是輪廓精
度，而且由于負(fù)載變化導(dǎo)致的參數(shù)不適應(yīng)，更會(huì)使表面粗糙度一定程度惡化，導(dǎo)致機(jī)床不能做高速高光加工。
這就是往往客戶(hù)在驗(yàn)收機(jī)床時(shí)驗(yàn)收工件精度是合格的，但一旦放上一個(gè)較大工件后精度變化了，往往找不出
問(wèn)題所在。而橫梁移動(dòng)式機(jī)床在伺服運(yùn)動(dòng)性能的穩(wěn)定性和一致性上具有*的先天優(yōu)勢(shì)。
5. 加工精度和表面粗糙度
分別是工作臺(tái)固定式與橫梁移動(dòng)式龍門(mén)機(jī)床的傳動(dòng)示意圖，圖中可以看出工作臺(tái)移動(dòng)式龍門(mén)的工作臺(tái)傳動(dòng)由
于工作臺(tái)比較重，必須采用伺服電動(dòng)機(jī)加行星減速箱減速才能提供足夠的驅(qū)動(dòng)力，但即使是精度的行星減速
箱也仍然有間隙，當(dāng)然這個(gè)間隙一般人認(rèn)為是可以通過(guò)系統(tǒng)補(bǔ)償?shù)簦@個(gè)想法在工作臺(tái)不重或移動(dòng)速度不快，總
之沒(méi)有大的沖擊力時(shí)是可以的，但對(duì)于龍門(mén)機(jī)床一般承載都較大，且工作臺(tái)本身就比較重了， 一旦在高速反向
時(shí)由于這個(gè)大的慣量，自然把這個(gè)間隙帶出來(lái)，這就是過(guò)切產(chǎn)生的原因，因此只有降低速度和加速度來(lái)減少過(guò)切
的程度。
橫梁式移動(dòng)龍門(mén)鏜銑加工中心-橋式龍門(mén)加工中心-天車(chē)式龍門(mén)加工中心
同向差速消隙同步運(yùn)動(dòng)
對(duì)橫梁移動(dòng)式龍門(mén)， 由于是雙邊驅(qū)動(dòng)，則兩邊不能采用有間隙的機(jī)構(gòu)，因此一般較小規(guī)格的龍門(mén)采用伺服
電動(dòng)機(jī)與絲杠直連這種無(wú)間隙傳動(dòng)（實(shí)際還是有微米級(jí)的間隙，但由于很小對(duì)加工沒(méi)有影響，在此為了與之前的
間隙有區(qū)分以下簡(jiǎn)稱(chēng)無(wú)間隙）；大型的龍門(mén)由于使用齒輪齒條傳動(dòng)， 齒輪齒條和減速箱結(jié)構(gòu)均有間隙，因此國(guó)
際上比較*的則采用同向差速消隙同步運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)，即橫梁的兩邊各采用兩個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)帶行星減速箱驅(qū)動(dòng)，這
兩個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)并不是同時(shí)運(yùn)動(dòng)的，而是先后運(yùn)動(dòng)的，通過(guò)先后運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)拉緊力來(lái)消除減速箱和齒輪齒條間
的間隙，與此同時(shí)，兩邊的兩組還必須保持同步運(yùn)動(dòng)。由于橫梁移動(dòng)式龍門(mén)的無(wú)間隙傳動(dòng)，因此極大的避免了過(guò)
切，尤其是可以提高加速度后仍能保持高的加工精度值。
既然沒(méi)有間隙，就不存在過(guò)切現(xiàn)象，這樣就能夠把加速度提高，同時(shí)機(jī)床運(yùn)動(dòng)負(fù)載不變，這樣慣量比也能保
持出廠(chǎng)所調(diào)試的較高值，這是就能較大的調(diào)高例如增益等關(guān)鍵性電器參數(shù)值，機(jī)床就能獲得好的電器性能，同時(shí)
得到低的表面粗糙度。
但要注意的是龍門(mén)移動(dòng)式機(jī)床，由于運(yùn)動(dòng)重心與支撐點(diǎn)（立柱下方滑塊）存在較大力臂，在做高加速度運(yùn)動(dòng)
時(shí)存在較大傾覆力，會(huì)有過(guò)切現(xiàn)象。而一旦使用較低的加速度，不僅運(yùn)動(dòng)效率降低，也不能得到好的輪廓精度和
表面粗糙度，但該類(lèi)型機(jī)床可以用在點(diǎn)位運(yùn)動(dòng)工件的加工，可以加工重大工件并得到好的精度和精度保持性。
全閉環(huán)能解決精度問(wèn)題嗎？
如上點(diǎn)所述既然工作臺(tái)移動(dòng)式機(jī)床（此處指的是中型以上機(jī)床）不能像橫梁移動(dòng)式機(jī)床一樣得到穩(wěn)定可靠的
精度和表面粗糙度，那么采用全閉環(huán)是否能夠解決呢？答案是否定的，誠(chéng)然，全閉環(huán)可以提高機(jī)床的精度，但需
要指出的是這里的精度指的是位置環(huán)精度，而非速度環(huán)和電流環(huán)精度，因此在點(diǎn)位加工時(shí)，全閉環(huán)可以提高加工
精度，但在插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)中，要得到好的輪廓精度和表面粗糙度主要依靠的是速度環(huán)及電流環(huán)等電氣參數(shù)匹配以及獲
得好的全閉環(huán)循圓效果，因此全閉環(huán)并不能有效解決問(wèn)題。同時(shí)需要指出的是，如果機(jī)床本身剛性和精度不好，
使用全閉環(huán)還會(huì)導(dǎo)致震動(dòng)，進(jìn)一步惡化機(jī)床的精度和加工表面粗糙度。
橫梁移動(dòng)式龍門(mén)機(jī)床不僅具有以上優(yōu)勢(shì)，還有以下優(yōu)勢(shì)：①加工材料范圍廣，由于導(dǎo)軌在工件加工范圍的上
面，容易防護(hù)，因此在加工易磨損導(dǎo)軌材料時(shí)，不需要過(guò)分考慮粉塵進(jìn)入導(dǎo)軌加速磨損，尤其適于陶瓷、鑄鐵、
玻璃纖維等。②占地面積小，一般為工作臺(tái)移動(dòng)式龍門(mén)占地面積的60%。③加工長(zhǎng)工件方便，對(duì)于一些超過(guò)機(jī)床
長(zhǎng)度的工件，可以移動(dòng)工件接刀加工。
綜合以上特點(diǎn)來(lái)看，這就是為什么目前市售流行的大型高速銑及雙擺頭式五軸聯(lián)動(dòng)龍門(mén)基本采用橫梁移動(dòng)式
龍門(mén)結(jié)構(gòu)的原因。雙擺頭式五軸聯(lián)動(dòng)龍門(mén)當(dāng)五軸頭的旋轉(zhuǎn)軸擺動(dòng)角度時(shí)，機(jī)床的線(xiàn)性軸需要跟隨到達(dá)預(yù)定位置，
這就是RTCP功能。
作為高精度數(shù)控機(jī)床如果要得到高精度，必須各軸響應(yīng)要一致，因此各軸要有很好的伺服特性和慣
量匹配，而前述為了得到很好的伺服特性和慣量匹配必須控制穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)質(zhì)量，并由穩(wěn)定的伺服有效地控制這個(gè)
質(zhì)量，這樣才能得到好的特性并通過(guò)循圓來(lái)驗(yàn)證。當(dāng)三個(gè)線(xiàn)性軸得到有效控制并能夠響應(yīng)旋轉(zhuǎn)軸的速度和加速度
，才能得到一個(gè)好的空間加工精度。
因此在龍門(mén)三種結(jié)構(gòu)中，工作臺(tái)移動(dòng)式龍門(mén)由于移動(dòng)重量是變化的，因此慣量和伺服特性是變化的，一般得
不到高精度和低的表面粗糙度值；而龍門(mén)移動(dòng)式，也因?yàn)辇堥T(mén)移動(dòng)的重心高，在急加減速時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)傾覆力矩
，這就導(dǎo)致這種結(jié)構(gòu)不能有快速響應(yīng)，一旦快速響應(yīng)就會(huì)導(dǎo)致精度變化及過(guò)切，因此這兩種結(jié)構(gòu)均不適合大型工
件的高精度五軸加工的要求；而橫梁移動(dòng)式結(jié)構(gòu)由于運(yùn)動(dòng)質(zhì)量可控且沒(méi)有傾覆力矩，非常適合高速高精度加工，
也是上普遍的大型高速銑和五軸龍門(mén)的結(jié)構(gòu)
橫梁移動(dòng)式龍門(mén)機(jī)床
1. 工件承載
由于橫梁移動(dòng)式龍門(mén)機(jī)床的工作臺(tái)固定不動(dòng)，可以設(shè)計(jì)的厚重扎實(shí)，因此具備了非常好的承載，一般說(shuō)來(lái)承
載重量只要能夠體積機(jī)床允許均可放置。而工作臺(tái)移動(dòng)式機(jī)床，在設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮到移動(dòng)的重量，工作臺(tái)厚度往
往只有固定工作臺(tái)的1/2到1/3，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度弱，在不考慮運(yùn)動(dòng)特性的前提下，每平方米承載也僅在1～1.5t左右，
適用范圍明顯較小。
2. 導(dǎo)軌磨損及精度保持性
在假定切削條件相同的情況下，質(zhì)量負(fù)載是影響導(dǎo)軌磨損及精度保持性的一個(gè)重要因素。
工作臺(tái)移動(dòng)式龍門(mén)機(jī)床除了工件重量以外工作臺(tái)本身的自重也非常巨大，如果長(zhǎng)期加工較重工件，必然導(dǎo)致
導(dǎo)軌磨損加速，一段時(shí)間精度就會(huì)下降。相對(duì)應(yīng)的工作臺(tái)固定式的龍門(mén)機(jī)床，由于質(zhì)量負(fù)載是定值，不會(huì)隨著工
件的變化而變化，只要在設(shè)計(jì)時(shí)選擇合適的導(dǎo)軌，導(dǎo)軌的磨損就會(huì)很小且穩(wěn)定，機(jī)床能夠長(zhǎng)久的保持精度。
3. 快移速度和加速度
工作臺(tái)移動(dòng)式龍門(mén)機(jī)床在空載時(shí)一般都能達(dá)到其標(biāo)注的設(shè)計(jì)速度，但隨著工件重量的增加，其移動(dòng)速度必然
大幅下降，影響效率，而工作臺(tái)固定式龍門(mén)機(jī)床由于工件負(fù)載與移動(dòng)無(wú)關(guān)，無(wú)論承載多重工件，均能確保保持設(shè)
計(jì)速度，這在較大型機(jī)床上很有意義。
同時(shí)用戶(hù)在關(guān)注快移速度時(shí)，往往陷入一個(gè)誤區(qū)，這個(gè)誤區(qū)就是忽略了加速度，其實(shí)快移速度對(duì)加工效率的
影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如加速度的影響，尤其是在一些復(fù)雜形狀的工件加工上，加速度提高后有時(shí)候能夠數(shù)倍的提高加工效
率。
由于工作臺(tái)移動(dòng)式龍門(mén)的工作臺(tái)負(fù)載是個(gè)變量，當(dāng)在機(jī)床生產(chǎn)廠(chǎng)家設(shè)置較大的加速度，一旦放置較重工件后
，機(jī)床就會(huì)發(fā)生振動(dòng)、沖擊等進(jìn)而損壞傳動(dòng)系統(tǒng)；龍門(mén)移動(dòng)式龍門(mén)盡管工件不參與運(yùn)動(dòng)，但龍門(mén)框架重心高，過(guò)
高的加速度容易產(chǎn)生較大的傾覆力，造成機(jī)床損壞，也不宜設(shè)置過(guò)高的加速度；而橫梁移動(dòng)式龍門(mén)由于運(yùn)動(dòng)重心
在橫梁上沒(méi)有大的傾覆力矩且運(yùn)動(dòng)質(zhì)量保持不變，因此只要選擇合適的伺服電動(dòng)機(jī)便可獲得很高的加速度，有的
機(jī)床設(shè)計(jì)合理的情況下加速度可以接近于立式加工中心，這樣不僅能夠提高加工效率，還能降低加工表面粗糙度
值。
4. 伺服運(yùn)動(dòng)性能
運(yùn)動(dòng)質(zhì)量對(duì)伺服慣量比參數(shù)及加速度參數(shù)來(lái)說(shuō)有著本質(zhì)的影響，如果運(yùn)動(dòng)質(zhì)量產(chǎn)生變化，那么慣量一定變化
，亦即電氣精度參數(shù)一定變化，而機(jī)床出廠(chǎng)時(shí)所確定的參數(shù)是依據(jù)調(diào)試時(shí)的負(fù)載而設(shè)定的，一旦出廠(chǎng)后運(yùn)動(dòng)質(zhì)量
有較大變化后，那么伺服的負(fù)載也產(chǎn)生變化，但此時(shí)用戶(hù)一般無(wú)法調(diào)整這些參數(shù)，因此直接會(huì)導(dǎo)致電氣精度降低
，不能加工高精度工件，注意此時(shí)指的高精度不是點(diǎn)位運(yùn)動(dòng)（二維）的精度，而是指的插補(bǔ)精度或者說(shuō)是輪廓精
度，而且由于負(fù)載變化導(dǎo)致的參數(shù)不適應(yīng)，更會(huì)使表面粗糙度一定程度惡化，導(dǎo)致機(jī)床不能做高速高光加工。
這就是往往客戶(hù)在驗(yàn)收機(jī)床時(shí)驗(yàn)收工件精度是合格的，但一旦放上一個(gè)較大工件后精度變化了，往往找不出
問(wèn)題所在。而橫梁移動(dòng)式機(jī)床在伺服運(yùn)動(dòng)性能的穩(wěn)定性和一致性上具有*的先天優(yōu)勢(shì)。
5. 加工精度和表面粗糙度
大家所有從事機(jī)械制造的朋友們工作臺(tái)固定式與橫梁移動(dòng)式龍門(mén)機(jī)床的傳動(dòng)示意圖，圖中可以看出
工作臺(tái)移動(dòng)式龍門(mén)的工作臺(tái)傳動(dòng)由于工作臺(tái)比較重，必須采用伺服電動(dòng)機(jī)加行星減速箱減速才能提供足夠的驅(qū)動(dòng)
力，但即使是精度的行星減速箱也仍然有間隙，當(dāng)然這個(gè)間隙一般人認(rèn)為是可以通過(guò)系統(tǒng)補(bǔ)償?shù)簦@個(gè)想法
在工作臺(tái)不重或移動(dòng)速度不快，總之沒(méi)有大的沖擊力時(shí)是可以的，但對(duì)于龍門(mén)機(jī)床一般承載都較大，且工作臺(tái)本
身就比較重了， 一旦在高速反向時(shí)由于這個(gè)大的慣量，自然把這個(gè)間隙帶出來(lái)，這就是過(guò)切產(chǎn)生的原因，因此
只有降低速度和加速度來(lái)減少過(guò)切的程度。
無(wú)論工作臺(tái)移動(dòng)式機(jī)床和橫梁移動(dòng)式龍門(mén)機(jī)床以及橋式龍門(mén)機(jī)床-橫梁移動(dòng)式龍門(mén)機(jī)床
同向差速消隙同步運(yùn)動(dòng)
對(duì)橫梁移動(dòng)式龍門(mén)， 由于是雙邊驅(qū)動(dòng)，則兩邊不能采用有間隙的機(jī)構(gòu)，因此一般較小規(guī)格的龍門(mén)采用伺服
電動(dòng)機(jī)與絲杠直連這種無(wú)間隙傳動(dòng)（實(shí)際還是有微米級(jí)的間隙，但由于很小對(duì)加工沒(méi)有影響，在此為了與之前的
間隙有區(qū)分以下簡(jiǎn)稱(chēng)無(wú)間隙）；大型的龍門(mén)由于使用齒輪齒條傳動(dòng)， 齒輪齒條和減速箱結(jié)構(gòu)均有間隙，因此國(guó)
際上比較*的則采用同向差速消隙同步運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)，即橫梁的兩邊各采用兩個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)帶行星減速箱驅(qū)動(dòng)，這
兩個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)并不是同時(shí)運(yùn)動(dòng)的，而是先后運(yùn)動(dòng)的，通過(guò)先后運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)拉緊力來(lái)消除減速箱和齒輪齒條間
的間隙，與此同時(shí)，兩邊的兩組還必須保持同步運(yùn)動(dòng)。由于橫梁移動(dòng)式龍門(mén)的無(wú)間隙傳動(dòng)，因此極大的避免了過(guò)
切，尤其是可以提高加速度后仍能保持高的加工精度值。
既然沒(méi)有間隙，就不存在過(guò)切現(xiàn)象，這樣就能夠把加速度提高，同時(shí)機(jī)床運(yùn)動(dòng)負(fù)載不變，這樣慣量比也能保
持出廠(chǎng)所調(diào)試的較高值，這是就能較大的調(diào)高例如增益等關(guān)鍵性電器參數(shù)值，機(jī)床就能獲得好的電器性能，同時(shí)
得到低的表面粗糙度。
但要注意的是龍門(mén)移動(dòng)式機(jī)床，由于運(yùn)動(dòng)重心與支撐點(diǎn)（立柱下方滑塊）存在較大力臂，在做高加速度運(yùn)動(dòng)
時(shí)存在較大傾覆力，會(huì)有過(guò)切現(xiàn)象。而一旦使用較低的加速度，不僅運(yùn)動(dòng)效率降低，也不能得到好的輪廓精度和
表面粗糙度，但該類(lèi)型機(jī)床可以用在點(diǎn)位運(yùn)動(dòng)工件的加工，可以加工重大工件并得到好的精度和精度保持性。
全閉環(huán)能解決精度問(wèn)題嗎？
如上點(diǎn)所述既然工作臺(tái)移動(dòng)式機(jī)床（此處指的是中型以上機(jī)床）不能像橫梁移動(dòng)式機(jī)床一樣得到穩(wěn)定可靠的
精度和表面粗糙度，那么采用全閉環(huán)是否能夠解決呢？答案是否定的，誠(chéng)然，全閉環(huán)可以提高機(jī)床的精度，但需
要指出的是這里的精度指的是位置環(huán)精度，而非速度環(huán)和電流環(huán)精度，因此在點(diǎn)位加工時(shí)，全閉環(huán)可以提高加工
精度，但在插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)中，要得到好的輪廓精度和表面粗糙度主要依靠的是速度環(huán)及電流環(huán)等電氣參數(shù)匹配以及獲
得好的全閉環(huán)循圓效果，因此全閉環(huán)并不能有效解決問(wèn)題。同時(shí)需要指出的是，如果機(jī)床本身剛性和精度不好，
使用全閉環(huán)還會(huì)導(dǎo)致震動(dòng)，進(jìn)一步惡化機(jī)床的精度和加工表面粗糙度。
橫梁移動(dòng)式龍門(mén)機(jī)床不僅具有以上優(yōu)勢(shì)，還有以下優(yōu)勢(shì)：①加工材料范圍廣，由于導(dǎo)軌在工件加工范圍的上
面，容易防護(hù)，因此在加工易磨損導(dǎo)軌材料時(shí)，不需要過(guò)分考慮粉塵進(jìn)入導(dǎo)軌加速磨損，尤其適于陶瓷、鑄鐵、
玻璃纖維等。②占地面積小，一般為工作臺(tái)移動(dòng)式龍門(mén)占地面積的60%。③加工長(zhǎng)工件方便，對(duì)于一些超過(guò)機(jī)床
長(zhǎng)度的工件，可以移動(dòng)工件接刀加工。
綜合以上特點(diǎn)來(lái)看，這就是為什么目前市售流行的大型高速銑及雙擺頭式五軸聯(lián)動(dòng)龍門(mén)基本采用橫梁移動(dòng)式
龍門(mén)結(jié)構(gòu)的原因。雙擺頭式五軸聯(lián)動(dòng)龍門(mén)當(dāng)五軸頭的旋轉(zhuǎn)軸擺動(dòng)角度時(shí)，機(jī)床的線(xiàn)性軸需要跟隨到達(dá)預(yù)定位置，
這就是RTCP功能。
作為高精度數(shù)控機(jī)床如果要得到高精度，必須各軸響應(yīng)要一致，因此各軸要有很好的伺服特性和慣
量匹配，而前述為了得到很好的伺服特性和慣量匹配必須控制穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)質(zhì)量，并由穩(wěn)定的伺服有效地控制這個(gè)
質(zhì)量，這樣才能得到好的特性并通過(guò)循圓來(lái)驗(yàn)證。當(dāng)三個(gè)線(xiàn)性軸得到有效控制并能夠響應(yīng)旋轉(zhuǎn)軸的速度和加速度
，才能得到一個(gè)好的空間加工精度。
因此在龍門(mén)三種結(jié)構(gòu)中，工作臺(tái)移動(dòng)式龍門(mén)由于移動(dòng)重量是變化的，因此慣量和伺服特性是變化的，一般得
不到高精度和低的表面粗糙度值；而龍門(mén)移動(dòng)式，也因?yàn)辇堥T(mén)移動(dòng)的重心高，在急加減速時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)傾覆力矩
，這就導(dǎo)致這種結(jié)構(gòu)不能有快速響應(yīng)，一旦快速響應(yīng)就會(huì)導(dǎo)致精度變化及過(guò)切，因此這兩種結(jié)構(gòu)均不適合大型工
件的高精度五軸加工的要求；而橫梁移動(dòng)式結(jié)構(gòu)由于運(yùn)動(dòng)質(zhì)量可控且沒(méi)有傾覆力矩，非常適合高速高精度加工，
也是上普遍的大型高速銑和五軸龍門(mén)的結(jié)構(gòu)方式。
目前國(guó)內(nèi)的加工隨著發(fā)達(dá)國(guó)家流行趨勢(shì)正在向著高速、高精和低表面粗糙度值方向發(fā)展，在機(jī)床的選型上也
緊跟這個(gè)趨勢(shì)在產(chǎn)生變化，傳統(tǒng)的工作臺(tái)移動(dòng)機(jī)型盡管也在改進(jìn)，但由于其結(jié)構(gòu)存在原理性的問(wèn)題，因此在高速
高精高光加工時(shí)，尤其是大型工件特別是塑料模具、航空航天零件等，工作臺(tái)移動(dòng)式機(jī)床顯得力不從心。本
文通過(guò)介紹橫梁移動(dòng)式龍門(mén)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，為廣大從事機(jī)床制造維修的同仁們發(fā)展趨勢(shì)選擇機(jī)床提供了一些參考建
議，希望能有所啟發(fā)。
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