深度解析懸臂結(jié)構(gòu)激光切割機(jī)
激光切割機(jī)結(jié)構(gòu)形式多種多樣，最常見的是懸臂結(jié)構(gòu)和龍門結(jié)構(gòu)（龍門又可分為若干種，另擇時(shí)機(jī)予以解析），下圖左是懸臂結(jié)構(gòu)，右是龍門結(jié)構(gòu)。
那么問題來了：懸臂和龍門，哪種結(jié)構(gòu)好？
下圖是龍門式激光切割機(jī)的實(shí)物圖。
下圖是懸臂式激光切割機(jī)的實(shí)物圖。
從用戶的角度來看，肯定是懸臂好：
① 懸臂結(jié)構(gòu)，開放性、接近性好，可從三個(gè)方向上、下料，操作方便；如采取適當(dāng)措施，可加工超出機(jī)器行程的工件。
② 切割工作臺(tái)與主機(jī)分離，工作臺(tái)即使受熱變形，也不會(huì)影響主機(jī)精度。
③ 傳動(dòng)系統(tǒng)的絲杠（或齒輪齒條）、導(dǎo)軌等遠(yuǎn)離切割區(qū)，輔以封閉防護(hù)，不受煙塵污染，使用壽命長(zhǎng)。
④ 只需單電機(jī)驅(qū)動(dòng)，無雙邊同步驅(qū)動(dòng)誤差。傳動(dòng)部件（絲杠或齒輪齒條）磨損小，精度高、切割一致性好。
⑤ 因側(cè)向開放，可在工作臺(tái)上方便地加裝旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，用于小型管類工件加工，如上圖所示；因工作臺(tái)與主機(jī)分離，故有需要時(shí)，大型旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)可與平面工作臺(tái)進(jìn)行空間上的互換，實(shí)現(xiàn)管材切割、平板切割雙功能。
那么，問題又來了：懸臂結(jié)構(gòu)有這么多好處，采用懸臂結(jié)構(gòu)的廠商為什么卻不是那么多呢？
這觸及懸臂結(jié)構(gòu)的核心問題了。懸臂結(jié)構(gòu)對(duì)用戶來說有諸多好處，但對(duì)于制造商來說，卻要解決諸多難題。面對(duì)難題，不同廠商作了不同選擇。其實(shí)早期采用懸臂結(jié)構(gòu)的廠商不在少數(shù)；只是近年隨著激光切割機(jī)進(jìn)入百米時(shí)代（運(yùn)動(dòng)速度100m/min），逐漸少了。
如下圖所示，梁在荷載作用下，會(huì)發(fā)生變形，稱為撓度。懸臂梁本身自重加上在其上移動(dòng)的Z軸，就是其所受載荷。
在前百米時(shí)代，懸臂梁撓度問題較簡(jiǎn)單，通過增加梁的橫截面積即可解決。百米時(shí)代，簡(jiǎn)單地增加橫截面積不僅解決不了問題，還造成新的問題。高運(yùn)動(dòng)速度、高加速度、高動(dòng)態(tài)特性，要求減少梁的重量。高加速度帶來了動(dòng)態(tài)撓度問題，在懸臂梁遠(yuǎn)端的切割軌跡發(fā)生變形。揚(yáng)長(zhǎng)避短是理性選擇，某些廠商放棄了懸臂結(jié)構(gòu)。
獨(dú)創(chuàng)技術(shù)，使得懸臂結(jié)構(gòu)在百米時(shí)代繼續(xù)葆有其優(yōu)勢(shì)。
① 懸臂梁采用專利配方航空材料，重量輕，強(qiáng)度高，剛性好。
② 采用有限元分析設(shè)計(jì)懸臂魚腹結(jié)構(gòu)。
下圖是魚腹?fàn)顟冶哿号c龍門橫梁的對(duì)比。因眾所周知的原因，這里未示出魚腹的內(nèi)部構(gòu)造。懸臂梁截面寬度是龍門梁的2倍。
③ 懸臂梁采用配重設(shè)計(jì)，重心靠近導(dǎo)軌及驅(qū)動(dòng)齒輪，具有良好的運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性。
④ 懸臂梁采用預(yù)負(fù)載加工技術(shù)，抵消實(shí)際載荷產(chǎn)生的橫梁撓度。
⑤ 因此，團(tuán)結(jié)普瑞瑪?shù)膽冶哿?，可適應(yīng)高加速度、高運(yùn)動(dòng)速度的需要。
目前采用懸臂結(jié)構(gòu)的廠商有意大利普瑞瑪、德國(guó)通快（3D激光切割機(jī)）、上海團(tuán)結(jié)普瑞瑪?shù)裙尽?/div>
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