具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。

一种偏光片角部凸圆弧近似加工的方法，实际加工时，刀盘的移动方向与工件的移动方向垂直，工件能够绕其中心旋转；矩形的偏光片作为工件，在偏光片角部用多段加工完成的直线近似圆弧，直线是采用等分圆弧的切线，即：对偏光片角部需要加工的圆弧段进行等角度划分为多段圆弧，用每段圆弧划分点处的切线拟合成圆弧；每次加工一段圆弧的切线，下次加工相邻圆弧的切线，直至完成全部等分次数切线的加工后形成一个近似圆弧；具体包括如下步骤：

第一步、确定角部加工圆弧的参数，包括：需要加工的角部整体范围、加工圆弧的拟等分次数、各圆弧半径、各圆弧角度；

如果角部由多段圆弧和直线组成，则确定每段圆弧的拟等分次数、各圆弧半径、各圆弧角度；

如果角部由一段圆弧组成，则确定该段圆弧的拟等分次数、圆弧半径、圆弧角度；

如果角部为一条直线时，则确定工件角部加工范围即可。

具体实施时，通过人机交互方式输入要加工的角部所需角部参数。如图1中所示，右侧图为左侧整体图中角部B的放大图。为方便叙述和实际操作，左侧整体图中，将工件的四角采用A、B、C、D加以区分，定义右上角为A、右下角为B、左下角为C、左上角为D，矩形工件的一组对应边为Y、另一组对应边为X，△X为工件X向加工的部分，△Y为工件Y向加工的部分。需要加工的角部A的整体范围为AX、AY，需要加工的角部B的整体范围为BX、BY，需要加工的角部C的整体范围为CX、CY，需要加工的角部D的整体范围为DX、DY，例如，图1中放大图（右侧图）所示加工角部B的凸圆弧由两边的圆弧和中间直线段组成，各圆弧半径R1、R2，各圆弧角度为θ1、θ2，各拟等分次数（加工次数）N1、N2等。各角部参数输入格式可参考图6形式，每个角的参数用前缀A、B、C、D加以区分。

第二步、计算加工与工件侧边直接连接的第一段圆弧时工件需旋转的角度、实际切削量、刀盘移动的位置、工件被切削时切削距离的计算。

（1）工件的旋转角度计算：当为圆弧时，根据圆弧角度和等分次数及本次加工是第几次的数值容易计算出旋转角度；当为直线倒角时，根据输入的参数BX与BY的关系，利用反三角函数也可以容易的计算出旋转角度。例如：图1中若为直线倒角，则旋转角度α=arctan（BY/BX）。图2中对应的总圆弧角度为3α，圆弧角度分为3等分，则需加工两次，第一次加工时的旋转角度为α，第二次加工时的旋转角度为2α。

（2）实际切削量的计算：参考图2，第一段切削量表示第一段圆弧角的切削量，第二段切削量表示第二段圆弧角时的切削量。由图可以看出根据旋转角度α，圆弧半径R可以计算出切削量的值。要注意计算第二段的切削量时，切削量的起点位置是发生变化的。在加工流程中根据切削量的大小和设定刀具切割量大小进行比较，以确定本次的切削是否需要分开进行多次加工。

（3）刀盘移动位置的计算：参考图3（本实施例中角部仅为一段圆弧），实际是计算工件旋转中心O与EJ之间的距离OH的值。根据工件的长边（B’A’和D’C’）尺寸、短边（B’C’和A’D’）尺寸，旋转角度α，圆弧半径R，通过图3的切线等几何关系可以计算出OH的距离。

刀盘移动位置的计算如下：角部由一段近似凸圆弧KGS构成，其中圆弧半径为R、圆弧角度为θ、拟等分次数为N。矩形工件的中心点为O；设：圆弧KGS加工前，工件长边与刀盘移动方向垂直，工件上靠近刀盘的长边两端点记为B’和A’，远离刀盘的长边两端点记为D’和C’；圆弧端点K为该圆弧与工件短边的切点，圆弧端点S为该圆弧与工件长边的切点，圆弧点G为加工第一等分角切线对应的切点，则圆弧KGS对应的圆心为L点；此时工件逆时针旋转后的旋转角度为α，则工件的B’点旋转至B点、A’旋转至A点，C’点旋转至C点，D’点旋转至D点。

OE和OJ分别为矩形工件的中心延长线，EJ为弧KGS过G点的切线，OH为过O点垂直于EJ的垂线、且与A’B’交于T点，工艺上EJ与A’B’平行则垂直于刀盘移动方向，LKBS为半径R的正方形；

刀盘的移动位置OH的计算如下：

工件长边B’A’=x，工件短边A’D’=y，圆弧半径=R，旋转角度=α

则：OH=OJ*cosα:△OHJ

=(OP+PJ)*cosα

=(y/2+PQtanα)*cosα:△PQJ

=(y/2+(PB–BQ)tanα)*cosα

=(y/2+(x/2–BQ)tanα)*cosα

=(y/2+(x/2–(BS–QS))tanα)*cosα:LKBS

=(y/2+(x/2–(R–R*tan(α/2)))tanα)*cosα :△LSQ

即：刀盘移动位置至EJ所在直线即可。

（4）工件被切削时切削距离的计算：在刀盘移动到位后，根据几何关系计算出工件向刀盘移动至切削点的距离和工件继续移动刀盘开始切削后从切削点到切削完成时之间的切削距离，从而有效压缩工件移动的空行程。

工件被切削时切削距离的计算如下：

矩形工件短边的延长线段B’V与EJ的左向延长相交于V点；

过B点向A’B’作垂线交于N点，与VJ相交于U点；

连接OB’，OB和BB’；

图4中：F点为BC与VJ的交点，G点为圆弧KGS与VJ的切点，U点为VJ与BN的交点；

B’N的计算：

B’N=B’B*cos∠BB’N :等腰△OBB’

=2*OB*sin(α/2)*cos∠BB’N

=2*(*sin(α/2))*cos(∠BB’O-∠NB’O)

=2*(*sin(α/2))*cos((180–α)/2–arctan(y/x))

VF=B’N–FU

=B’N–BF*sinα=B’N–(R–R*tan((90–α)/2))*sinα

VQ=B’N+UQ

=B’N+BQ*cosα=B’N+(R–R*tan(α/2))*cosα

FQ= VQ–VF

即：工件向刀盘移动至切削点的距离为VF；工件继续移动刀盘开始切削后从切削点到切削完成时之间的切削距离为FQ。

所以，切削距离就是图4中FQ之间的距离，为有效压缩空行程，需分别计算VF与VQ的距离值，再适当追加安全余量，就可以得到切削时移动的前后具体位置，从而压缩空行程，即工件在VF段内可以快速移动压缩空行程，在FQ段内则缓慢移动（处于切削过程），提高加工效率。

本实施例中凸圆弧加工采用外切多边形方法，具体原因如下：

如图7所示，共有三种圆弧近似方法。左半副是一种，等分连线法；右下角有两种，分别是内接多边形法和外切多边形法。（1）左半副等分连线法是要将矩形角部磨削成近似圆弧，将要切除的角部长度，按长度等分之后，互相连接形成；左上角为10等分，左下角为20等分，它们与圆弧的差值是一样的，并且比外切多边形的方法精度要差，故而舍弃。（2）右上角是角度10等分后，外切多边形与圆弧之间的差值计算，比左半副的精度要好，右下角单独图是差值。故本实施例选用了这种方法。（3）右下角是比较内接多边形和外切多边形近似方法。同样的角等分条件下，内接多边形比外切多边形要多加工一次。右下角等分为4个角，内接法加工4次，外切法加工3次。三种方法比较后选用了外切多边形方法。

第三步、加工圆弧时按圆弧拟等分次数分多次加工，首先加工与工件侧边直接连接的第一段圆弧，即加工第一等分角的切线；加工完成后，刀盘和工件各自回位，重返第二步计算，再次加工第二等分角切线；加工完成后，刀盘和工件再次各自回位，依次往返计算、加工，直至完成等分次数，完成第一段圆弧加工；

如果整个角部只有一段圆弧时，角部圆弧或直线的加工即宣告完成，无需继续加工；

如果角部为一条直线时，仅需进行一次加工即可完成。

第四步、当整个角部由多段圆弧和直线组成时，此步开始加工与第一段圆弧连接的直线或第二段圆弧；根据图5进行加工流程，但此时在图5流程中设置初值时，需考虑第三步已经加工完成的角度和已经加工的角部范围，即可根据图5流程继续完成圆弧或直线的加工。返回第二步，追加本次应有的角度后，再次计算各参数值，重复第二步和第三步的计算和加工过程，直至本段直线或圆弧加工完成。

第五步、重复上述的第二、三、四步直至整个角部曲线加工完成。

最后，依次完成工件四个角部的近似凸圆弧加工。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照本发明实施例进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明的技术方案的精神和范围，其均应涵盖本发明的权利要求保护范围中。