液晶玻璃角部圓弧磨削的算法設計

任志淼

(山西水利職業技術學院,山西太原030027)

液晶玻璃角部圓弧磨削的算法設計

任志淼

(山西水利職業技術學院,山西太原030027)

隨著手機全面屏的出現和提高屏占比的需求，需要對液晶玻璃的角部進行直線與圓弧的磨削。提出了一種基于工件運動的圓弧實現算法，并進行了程序實踐,最后提出了算法的改進。

工件運動；圓弧；磨削；算法

為提高手機屏占比，和制造更有市場的全面屏,提高液晶玻璃的角部直線與圓弧的磨削技術,其工藝就顯得更有必要。

直線的磨削比較容易實現，而圓弧磨削需要使用插補運算且與設備結構有關。磨削時如果采用砂輪（或刀具）運動，加工工件靜止，可以比較容易實現圓弧磨削，但是也造成加工設備體積相對偏大，占用無塵室空間也較大；而采用工件運動，砂輪固定的方式可以使設備體積相對減小，減小占用空間。基于此想法本文提出了一種基于工件運動的圓弧實現算法。

1 算法研究

1.1 算法的構成

已知工件運動平臺有Y向移動和θ向旋轉。而砂輪位置固定，只進行勻速旋轉運動。我們的目的是通過Y向移動和θ向旋轉達到磨削出液晶玻璃角部的1/4圓弧角。

如圖1所示，玻璃工件的中心為 ο1，長邊為L，短邊為 D。砂輪（刀具）的圓心為 ο2，半徑為R1。

圖1 工件初始位置示意圖

1.2 算法設計

1.2.1 .磨削起始點

如圖2所示，磨削開始時，工件與砂輪（刀具）相切于1/4圓弧起點處。工件Y向移動且θ向旋轉后與砂輪（刀具）相切，其移動距離與旋轉角度計算如下：

圖2 磨削起始點算法示意圖

設切點為F，起始角為c，起始距離為ο1ο2，1/4圓弧的圓心為A，半徑為R2，則起始角c為：

其中：

起始距離 ο1ο2為：

1.2.2 磨削過程

(1)磨削1/4圓弧中間的任一點

如圖3所示，磨削時，工件進行Y向移動和θ向旋轉的合成運動，并與砂輪相切于1/4圓弧點F。此時，隨著旋轉角度的變化，ο1ο2距離按下式進行變化：（從1/4圓弧的圓心A向ο1ο2做垂線，垂點為 p，）則：

圖3 磨削任意點算法示意圖

上式表明了ο1ο2的距離隨角度c變化的關系。注意角度c并非工件實際旋轉角度。

（2）磨削1/4圓弧的特殊點

如圖4所示，磨削過程中，必然出現點ο1點ο2以及切點F在同一條直線上的情況，即∠c=0°，則

圖4 磨削特殊點算法示意圖

1.2.3 磨削終止點

如圖5所示，工件轉動了1/4圓周后，磨削任務完成，終止點的切點為F，終止角c為：

圖2 -5磨削終止點算法示意圖

其中：

終止距離為：

1.3 算法的程序設計

程序流程圖如圖6所示。

程序實現注意點：

（1）工件平臺初始時是沒有旋轉角度的，且初始距離ο1ο2是由設計結構決定的，是已知的。

（2）起始位置的實現。由圖2知起始位置為角c和距離ο1ο2。在程序實現時需驅動電機旋轉c'角（即∠ο1ο2C）。

Y軸移動的距離應為起始距離與初始距離之差。

（3）磨削時，旋轉電機使c角變化一個Δc角，則ο1ο2變化一個 Δο1ο2向電機移動量 。需注意在經過特殊點后c角的正負變化。

（4）判斷是否到結束點。由于程序處理與理論計算之間的計算誤差，筆者認為只要角度或距離兩者之一達到希望的誤差范圍之內，就應當認為到達結束點。可以實際磨削效果為準。如果未到，重復3的工作，到達則程序結束。

2 算法改進點

以上算法可以實現通過工件平臺運動磨削圓弧的目的，但是存在以下問題：

（1）程序實現時是以c角勻速變化為基礎的，此時距離ο1ο2必然為變速運動，則合成的磨削速度也是變速運動。這樣肯定會影響磨削質量（磨削面的光滑度等）。為保證磨削速度不變，需進一步研究c角和ο1ο2的變化規律。

（2）在上述的磨削過程中，從圖示中可以看出，砂輪與工件的切點是移動的，有時在設計中希望切點不移動，這樣就需要增加X向移動電機。需要研究X向移動電機的運動規律。

以上兩個問題需要進一步研究探討，進行實踐。

[1]手機報在線.手機廠商扎推搶進全面屏，異形切割身價瞬間暴漲[EB/OL].http://www.shoujibao.cn/news/show-htm-itemid-22788.html2017-09-06.

[2]逆光飛舞.LCD極限挑戰！全面屏邊框到底可以做多窄？[EB/OL].http://display.ofweek.com/2017-07/ART-8321304-11000-30151157.html2017-07-06.

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任志淼：（1971-），女，山西平遙人，講師，碩士，目前主要從事控制理論與控制工程研究工作。

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

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Workpiece motion；Arc；Grinding；Algorithm

TN605

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2017-09-26