液晶玻璃角部圆弧磨削的算法设计

任志淼

(山西水利职业技术学院,山西太原030027)

液晶玻璃角部圆弧磨削的算法设计

任志淼

(山西水利职业技术学院,山西太原030027)

随着手机全面屏的出现和提高屏占比的需求，需要对液晶玻璃的角部进行直线与圆弧的磨削。提出了一种基于工件运动的圆弧实现算法，并进行了程序实践,最后提出了算法的改进。

工件运动；圆弧；磨削；算法

为提高手机屏占比，和制造更有市场的全面屏,提高液晶玻璃的角部直线与圆弧的磨削技术,其工艺就显得更有必要。

直线的磨削比较容易实现，而圆弧磨削需要使用插补运算且与设备结构有关。磨削时如果采用砂轮（或刀具）运动，加工工件静止，可以比较容易实现圆弧磨削，但是也造成加工设备体积相对偏大，占用无尘室空间也较大；而采用工件运动，砂轮固定的方式可以使设备体积相对减小，减小占用空间。基于此想法本文提出了一种基于工件运动的圆弧实现算法。

1 算法研究

1.1 算法的构成

已知工件运动平台有Y向移动和θ向旋转。而砂轮位置固定，只进行匀速旋转运动。我们的目的是通过Y向移动和θ向旋转达到磨削出液晶玻璃角部的1/4圆弧角。

如图1所示，玻璃工件的中心为 ο1，长边为L，短边为 D。砂轮（刀具）的圆心为 ο2，半径为R1。

图1 工件初始位置示意图

1.2 算法设计

1.2.1 .磨削起始点

如图2所示，磨削开始时，工件与砂轮（刀具）相切于1/4圆弧起点处。工件Y向移动且θ向旋转后与砂轮（刀具）相切，其移动距离与旋转角度计算如下：

图2 磨削起始点算法示意图

设切点为F，起始角为c，起始距离为ο1ο2，1/4圆弧的圆心为A，半径为R2，则起始角c为：

其中：

起始距离 ο1ο2为：

1.2.2 磨削过程

(1)磨削1/4圆弧中间的任一点

如图3所示，磨削时，工件进行Y向移动和θ向旋转的合成运动，并与砂轮相切于1/4圆弧点F。此时，随着旋转角度的变化，ο1ο2距离按下式进行变化：（从1/4圆弧的圆心A向ο1ο2做垂线，垂点为 p，）则：

图3 磨削任意点算法示意图

上式表明了ο1ο2的距离随角度c变化的关系。注意角度c并非工件实际旋转角度。

（2）磨削1/4圆弧的特殊点

如图4所示，磨削过程中，必然出现点ο1点ο2以及切点F在同一条直线上的情况，即∠c=0°，则

图4 磨削特殊点算法示意图

1.2.3 磨削终止点

如图5所示，工件转动了1/4圆周后，磨削任务完成，终止点的切点为F，终止角c为：

图2 -5磨削终止点算法示意图

其中：

终止距离为：

1.3 算法的程序设计

程序流程图如图6所示。

程序实现注意点：

（1）工件平台初始时是没有旋转角度的，且初始距离ο1ο2是由设计结构决定的，是已知的。

（2）起始位置的实现。由图2知起始位置为角c和距离ο1ο2。在程序实现时需驱动电机旋转c'角（即∠ο1ο2C）。

Y轴移动的距离应为起始距离与初始距离之差。

（3）磨削时，旋转电机使c角变化一个Δc角，则ο1ο2变化一个 Δο1ο2向电机移动量 。需注意在经过特殊点后c角的正负变化。

（4）判断是否到结束点。由于程序处理与理论计算之间的计算误差，笔者认为只要角度或距离两者之一达到希望的误差范围之内，就应当认为到达结束点。可以实际磨削效果为准。如果未到，重复3的工作，到达则程序结束。

2 算法改进点

以上算法可以实现通过工件平台运动磨削圆弧的目的，但是存在以下问题：

（1）程序实现时是以c角匀速变化为基础的，此时距离ο1ο2必然为变速运动，则合成的磨削速度也是变速运动。这样肯定会影响磨削质量（磨削面的光滑度等）。为保证磨削速度不变，需进一步研究c角和ο1ο2的变化规律。

（2）在上述的磨削过程中，从图示中可以看出，砂轮与工件的切点是移动的，有时在设计中希望切点不移动，这样就需要增加X向移动电机。需要研究X向移动电机的运动规律。

以上两个问题需要进一步研究探讨，进行实践。

[1]手机报在线.手机厂商扎推抢进全面屏，异形切割身价瞬间暴涨[EB/OL].http://www.shoujibao.cn/news/show-htm-itemid-22788.html2017-09-06.

[2]逆光飞舞.LCD极限挑战！全面屏边框到底可以做多窄？[EB/OL].http://display.ofweek.com/2017-07/ART-8321304-11000-30151157.html2017-07-06.

[3]AM600中型PLC应用技巧培训资料[Z].汇川技术股份有限公司，2016-02.

任志淼：（1971-），女，山西平遥人，讲师，硕士，目前主要从事控制理论与控制工程研究工作。

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REN Zhimiao

(Shanxi Water Technical&Professional College,Taiyuan 030027，China)

With the appearance of the full screen of the mobile phone and higher demand for higher screen proportions,the corner of the liquid crystal glass needs to be cut in line and arc.In this paper,a circular arc realization algorithm based on work motion is presented and the program practice was done.In the end,the improved algorithm is proposed.

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2017-09-26