Brevet FR2616268A1 — publié le 19881209

MACHINE D'IMPLANTATION DE CATHODE DE TUBE CATHODIQUE La présente invention se rapporte à une machine d'implan- tation de cathode de tube cathodique. Les machines actuellement utilisées pour l'insertion de cathodes de canons électroniques de tubes cathodiques, utilisent, pour mesurer la distance entre la face active de ces cathodes et la grille I (ou, le cas échéant, la grille 2), des appareils complexes, peu rapides, et gardant difficilement la précision nécessaire. En effet, ces machines positionnent la cathode par rapport à la grille 1 en intercalant d'abord un palpeur de longueur fixe entre la cathode et la grille 1, la cathode étant disposée sur un support fixe, et le canon sur un support mobile entraîné par un galet coopérant avec la gorge à profil en came d'une vis-mère entraînée elle-même par un moteur pas-à-pas. Un premier palier de cette gorge détermine la position de mesure et de réglage en position de la cathode, puis le canon est reculé, le palpeur dégagé, et le canon avancé d'une distance égale à celle dont il a reculé, augmentée de la longueur du palpeur, et arrive en position de soudage de la cathode dans l'oeillet du canon, cette position étant déterminée également par un palier de la gorge. Ainsi, toute modification du réglage de la machine nécessite le démontage du palpeur et son ré-usinage à une nouvelle cote. Le dispositif d'entraenement à vis-mère et galet est peu précis: la gorge de la vismère doit être exempte de toutes poussières ou débris, ce qui est difficile à obtenir en milieu industriel;'même si le moteur pas-à-pas s'arrête de façon précise dans la position angulaire désirée, le dispositif d'accouplement avec la vis-mère qu'il entraîne présente des jeux difficiles à prendre en compte; les efforts exercés sur le galet aussi bien par le chariot porte-canon que par la vis-mère font que les jeux de cette transmission de mouvement sont réper- cutés au niveau du chariot. La présente invention a pour objet une machine d'implantation de cathode dans un canon de tube cathodique qui soit automatique, rapide, précise, fidèle et simple. La machine conforme à l'invention comporte un dispositif de support de canon mobile parallèlement à l'axe du canon, un dispositif de support de cathode mobile sensiblement perpendiculairement à l'axe du canon, une pige de longueur calibrée de diamètre inférieur à celui des ouvertures des grilles autres que les deux premières et mobile selon l'axe du canon, un dispositif de mesure déterminant la distance entre l'extrémité active d'une cathode disposée dans l'axe du canon, à distance de celui-ci, et l'extrémité libre de la pige lorsque celle-ci est en butée contre la deuxième grille du canon, et un dispositif de commande de déplacement du dispositif de support de canon coopérant avec le dispositif capteur de position. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée d'un mode de réalisation, pris comme exemple non limitatif et illustré par le dessin annexé, sur lequel: - la figure 1 est un schéma simplifié d'une machine conforme à l'invention, et - la figure 2 est un schéma partiel d'une variante de la machine de l'invention permettant la mesure de la distance entre les deux premières grilles d'un canon de tube cathodique. Bien que la figure I ait été représentée pour un canon simple, il est bien entendu que l'invention peut s'appliquer à un canon triple de tube cathodique trichrome. On a représenté sur la figure 1 une vue en coupe simplifiée d'un canon I de tube cathodique comportant, pour cet exemple, quatre grilles référencées GI à G4 fixées sur deux pièces en céramique 2, 3, appelées généralement "perlage". Bien entendu, l'invention s'applique également à des canons comportant un nombre différent de grilles, en particulier six grilles. Le canon I comporte également un oeillet 4 porte-cathode, la fonction de la machine de l'invention étant cd'introduire une cathode 5 dans l'oeillet, de façon que la face antérieure 6 de la cathode 5, c'està-dire sa face sur laquelle est appliquée une substance émissive, se trouve à une distance déterminée de la grille GI, ou de la grille G2, et de souder ensuite la cathode 5 dans l'oeillet 4. La cathode 5 est supportée par un dispositif de support 5A mobile sensiblement perpendiculairement à l'axe du canon I. Le canon I est déposé sur un dispositif 7 de guidage mobile parallèlement à l'axe du canon, par exemple un berceau à glissière. La machine comporte un manchon 8, de diamètre extérieur légèrement inférieur au diamètre des trous de passage d'électrons des grilles G3 et G4 (et le cas échéant des grilles G5, G6), muni à l'une de ses extrémités d'une collerette 9. La collerette 9 est solidaire d'un palier mobile 10 se déplaçant sur un guide Il fixe et parallèle à l'axe du canon. Le palier 10 est entraiîné par un moteur 12. La longueur du manchon 8 est à peu près égale à la longueur de G3. Une pige 13 dont le diamètre est - inférieur au diamètre intérieur du manchon 8, et dont la longueur est supérieure- à la distance entre G2 et l'extrémité antérieure (côté G4) du canon, est mobile selon l'axe du canon. La pige 13 peut être introduite dans le canon lorsque le manchon 8 est lui-même introduit dans le canon, la collerette 9 étant en butée contre G4 (ou G6), et cette pige 13 est actionnée par un mécanisme automatique approprié (non repré- senté). Un ressort 14 ou dispositif similaire, applique alors la pige contre G2. Un dispositif de mesure 15 comportant deux capteurs de position 16, 17, par exemple des capteurs à visée optique élaborant un signal de mesure électrique, détermine les positions de la face frontale libre 18 de la pige 13 et de la face 6 de la cathode 5 lorsque la pige 13 est appliquée contre G2, la canon I étant en position fixe reculée PI (comme représenté sur la figure 1), et la cathode 5 étant positionnée dans l'axe du canon et éloignée de celui-ci. Les capteurs 16 et 17 sont disposés en position "nominale", c'est-à-dire de façon que lorsque la cathode 5 a une longueur sensiblement égale à sa longueur nominale, et que les éléments du canon, en particulier sa grille G2, sont à leur emplacement nominal par rapport au perlage (2, 3), les faces 6 et 13 soient "vues" sensiblement au centre des plages de mesure des capteurs 16, 17, ceci afin que, par suite de variations dues aux tolérances de fabrication admissibles du canon et de la cathode, les faces 6 et 18 puissent rester dans le champ de mesure des capteurs 16 et 17 quelles que soient ces variations, dans les limites des tolérances de fabrication. Les signaux électriques produits par les capteurs 16, 17 sont envoyés à un dispositif de traitement 19 déterminant à partir de ces signaux la longueur Y du déplacement vers la cathode 5 que doit effectuer le canon I pour arriver à une position d'implantation P2 pour laquelle la cathode 5 occupe sa position normale dans l'oeillet 4, c'est-à-dire lorsque la face 6 de la cathode est à la distance désirée de la grille G1, ou de la grille G2. Soit X la distance entre les faces 6, 18 pour un canon et une cathode "de référence" que l'on aura mesurés et choisis auparavant. Soient L la longueur de la pige 13, D la distance que l'on doit avoir entre la face 6 et la face de G2 sur laquelle s'appuie la pige 13, et Y la distance entre Pl et P2. On a alors: Y = X - (L + D) Lorsque l'on utilise avec le dispositif décrit ci-dessus des canons et des cathodes quelconques, les capteurs 16, 17 mesurent respectivement des écarts X1 et X2 par rapport aux mesures effectuées précédemment avec des éléments "de référence". Bien entendu, ces écarts peuvent être positifs ou négatifs. On a alors: Y' = X + X1 + X2 - (L + D) Il est alors facile pour l'homme du métier de réaliser le dispositif de traitement 19 de façon qu'il commande le moteur 12 afin que le palier 10 effectue un déplacement de longueur Y', le support 7 étant alors libéré, et le moteur 12 pousse le canon par l'intermédiaire de la collerette 9 qui s'appuie sur G4 (ou G6). Bien entendu, la machine de l'invention comporte en outre un dispositif de soudage de la cathode 5 dans l'oeillet 4, par exemple de soudage par rayons laser. Ce dispositif de soudage étant bien connu en soi et ne faisant pas partie de l'invention ne sera pas décrit ici. Le procédé de positionnement de cathode dans l'oeillet décrit ci-dessus fait appel à la mesure de la distance entre cathode et G2, ce qui suppose que la distance GI - G2 est pratiquement constante pour tous les canons utilisés. S'il n'en était pas ainsi, il faudrait utiliser le dispositif de mesure 20 décrit ci-dessous en référence à la figure 2. Le dispositif de mesure 20, schématiquement représenté sur la figure 2, est utilisé avec un canon triple 21 de tube trichrome, mais il est bien entendu qu'il pourrait aussi bien être utilisé avec un canon simple. Le canon triple 21 comporte trois canons individuels 22 à 24. Pour augmenter la vitesse du processus, on effectue les mesures (aussi bien les mesures de distance cathode - G2 que les mesures de distance G1 G2) sur l'un des canons individuels (canon 24 par exemple, sur la figure 2) pendant que l'on soude la cathode d'un canon individuel précédemment mesuré (canon 24 par exemple). Pour simplifier le dessin, on n'a représenté que deux parties méca- niques de la machine: les manchons 25 à 27 pour les canons 22 à 24 respectivement (correspondant au manchon 8 de la figure 1) et un support 28 mobile perpendiculairement aux axes des canons. Le support 28 comporte un guide 29 dans lequel passe une "électrode" d'implantation de cathode. Pour l'exemple représenté, l'implan- tation se fait pour le canon individuel 23. Le support 28 comporte, dans lFaxe du canon 24, un trou de passage et de guidage d'une pige 31 appliquée par un ressort.32 contre G I. La pige 33, semblable à la pige 13, passe dans le manchon 27 et est appliquée contre G2 par un ressort 34. Un dispositif de mesure 35, semblable au dispositif 15, comportant des capteurs 36, 37 détermine la distance entre les faces frontales libres des piges 31, 33 respectivement lorsqu'elles sont en butée contre GI et G2. Les capteurs 36, 37 sont reliés à un dispositif de traitement 38, qui peut éventuellement faire partie du dispositif 19. Ce dispositif 38 détermine l'écart entre la distance mesurée GI - G2 et la valeur théorique ou nominale de cette distance. Cet écart, positif ou négatif, est ajouté à la valeur de Y' donnée ci-dessus. On obtient ainsi une valeur de Y' tenant compte des variations de la distance GI - G2. La machine de l'invention est facile à régler, précise. Le système de mesure est indépendant de la partie mécanique de la machine et ne risque donc pas de subir des erreurs dues à des jeux mécaniques. La mesure, se faisant sans contact, est fiable. Le réglage se fait indépendamment pour chaque canon individuel du canon triple. REVENDICATIONS 1. Machine d'implantation de cathode dans un canon de tube cathodique, caractérisée en ce qu'elle comporte un dispositif (5A) de support de cathode mobile sensiblement perpendiculairement à raxe du canon, une pige (13) de longueur calibrée, de diamètre inférieur à celui des ouvertures des grilles (G3, G4) autres que les deux premières (GI, G2) et mobile selon l'axe du canon, un dispositif (15) de mesure déterminant la distance entre l'extrémité active (6) d'une cathode (5) disposée dans l'axe du canon, à distance de celui-ci, et P'extrémité libre (18) de la pige lorsque celle-ci est en butée contre la deuxième grille du canon, et un dispositif (19) de commande de déplacement (12) du dispositif de support de canon coopérant avec le dispositif capteur de position. 2. Machine selon la revendication 1, caractérisée par le fait qu'elle comporte un manchon (8), de diamètre extérieur inférieur au diamètre des trous des grilles autres que les deux premières, et de longueur à peu près égale à celle de la troisième grille, ce manchon comportant une collerette (9) prenant appui sur la dernière grille (G4 ou G6) lorsqu'il est introduit à fond dans le canon, cette collerette étant solidaire du dispositif de commande de déplacement. 3. Machine selon la revendication 1 ou 2, caractérisée par le fait que le capteur de position comporte des capteurs (16, 17) à visée optique élaborant un signal de mesure électrique. 4. Machine selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisée par le fait qu'elle comporte un dispositif de mesure de distance grille I - grille 2 comprenant une première pige. (33) passant dans les trous des grilles autres que les deux premières et venant en butée contre la deuxième grille, et une deuxième pige (31) venant en butée contre la première grille, côté cathode, et un dispositif (35) de mesure déterminant la distance entre les faces frontales libres des deux dites piges en butée contre les grilles 1 et 2 respectivement. 5. Machine selon la revendication 4, caractérisée par le fait que le dispositif de mesure (15, 35) comporte deux capteurs de position (36, 37) à visée optique élaborant un signal de mesure électrique. 6. Machine selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, pour l'implantation de cathodes dans un canon triple de tube cathodique trichrome, caractérisée par le fait qu'elle effectue simultanément des mesures sur l'un des canons individuels et le soudage de la cathode d'un autre canon individuel précédemment mesuré.