ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ УЗЕЛ УСТРОЙСТВА СБОРКИ КАТОДНО-МОДУЛЯТОРНОГО УЗЛА

:HOIJ29/48 Измерительный узел устройства сборки катодно-модуляториого узла.
Полезная модель относится к электронной технике и может быть использована в технологическом оборудовании для производства цветных кинескопов, преимущественно с оксидным катодом косвенного накала.
Известно, что в цветных кинескопах наиболее важным параметром является модуляционная характеристика электронно-оптической системы (ЭОС), в которой величина запирающего напряжения должна быть одинакова для всех трёх электронных прожекторов, так как в противном случае невозможно обеспечить динамический баланс белого цвета и правильную цветопередачу в конечном телевизионном устройстве. Формирование этого параметра в значительной степени определяется величиной расстояния между катодом и модулятором, образующих функциональный узел ЭОС кинескопа. Эта величина (зазор) является индивидуальной для каждого типа ЭОС и задаётся в процессе её конструирования. При сборке ЭОС с помощью соответствующих измерительных средств величина зазора должна выдерживаться в пределах требуемой точности. В современном сборочном производстве ЭОС для этих целей используют измерительные средства, работающие по принципу бесконтактного измерения. С помощью этих средств на сборочном оборудовании перед запрессовкой катодов устанавливают заданную величину зазора катод - модулятор. В промьппленно освоенных типах ЭОС велич1ша этого зазора лежит в пределах 100-200 мкм. и должна быть установлена с ошибкой, не превьппающей 10 мкм.1. В дисплейных кинескопах величина опшбки должна бьггь ещё меньше. Поэтому измерительный узел устройства запрессовки катодов должен обеспечивать высокую точность измерения и установки величины зазора. При этом должна исключаться вероятность механического повреждения рабочего торца катода, имеющего тонкий слой оксидного покрытия.
Известны устройства для измерения величины зазора между электродами ЭОС, основанные на ёмкостном методе, когда вел1гчину зазора между электродами косвенно определяют по величине измеряемой электрической ёмкости 2. Однако эти устройства имеют низкую чувствительность, не позволяют получить необходимой точности измерения и поэтому не нашли широкого практического применения при сборке ЭОС.
HOI J 9/18
HOI J 9/02 G01B9/ 00
«сопло-заслонка 3. Измерительный узел содержит установленные в держателе измерительный зоидл калиброванный упор, держатель частично собранной ЭОС и микрометрический механизм регулировки зазора, снабжённые общим механизмом подачи в зону измерения, расположенную в непосредственной близости к плоскости рабочего торца катода, и измерительное средство. Измерительное средство содержит пневмоэлектроконтактный преобразователь, представляющий собой дифференциальный манометр, который нащёл широкое применение в современном производстве ЭОС для цветных кинескопов. Недостатком этого измерительного узла, используемого в установке запрессовки катодов (сборки катодно-модуляторного узла), является его недостаточно высокая точность измерения, что не позволяет выставить контролируемый зазор с необходимой точностью. Это обусловлено тем, что при работе с обьектами, имеющими щероховатую рабочую поверхность, какими являются катоды с оксидным покрьггием, появляется большая ошибка измерения. Предел щероховатости поверхности, при которой показания прибора имеют допустимую погрешность измерения, составляют (Ra  0,8 мкм.). Однако шероховатость поверхности оксидного покрыгия катодов в десятки раз превьштает указанную величину, поэтому точность измерения зазора с помощью известного устройства является недостаточной для установки заданной величины зазора с требуемой точностью. Неточная установка зазора приводит к значительным колебаниям величин запирающих напряжений в кинескопах, что в свою очередь ухудщает динамический баланс белого цвета и качество цветопередачи в телевизорах и мониторах. Кроме того, в известном измерительном устройстве неизбежны неконтролируемые утечки воздуха из измерительной пневмосистемы через промежутки между подвижным зондом и его держателем (до 5 %), приводяище к дополнительным погрешностям измерений.
Наряду с этим в известном измерительном устройстве струя сжатого воздуха под давлением (около 1,2 атм.), истекающая из сопла измерительного зонда, направлена на оксидное покрыгие катода и оказывает на него механическое воздействие, что может приводить к загрязнению и частичному нарушению целостности этого по1фытия. Таким образом, измерительное устройство известной конструкции по существу не является бесконтактным и, следовательно, не в полной мере отвечает требованиям к установке запрессовки катодов.
Другим недостатком прототипа является непосредственная зависимость точности измерения от чистоты сжатого воздуха и стабильности его давления, что усложняет и удорожает эксплуатацию сборочного оборудования.
рабочий диапазон измерения известного устройства слишком мал (около 60 мкм.) и не может охватить весь диапазон изменения величин зазоров при запрессовке катодов в различные типы ЭОС, что также усложняет эксплуатацию оборудования.
Технической задачей, на решение которой направлена полезная модель, является повьппение точности измерения и установки величины зазора между рабочим покрытием катода и модулятором в арматуре частично собранной ЭОС при одновременном упрошении и удешевлении эксплуатации промьппленного оборудования для запрессовки катодов и снижении потерь от брака.
Для решения поставленной задачи в измерительном узле устройства сборки катодно-модуляторного узла электронно-оптической системы (ЭОС), содержащем измерительный зонд с рабочим торцом и подпружиненный в осевом направлении калиброванный упор, держатель арматуры частично собранной ЭОС и микрометрический механизм регулировки зазора, снабжённые обпщм механизмом подачи в зону измерения и запрессовки катода, расположенную в непосредственной близости от рабочего торца катода, и средство измерения заданной величины зазора между рабочим торцом измерительного зонда и рабочим торцом катода, согласно предлагаемой полезной модели, средство измерения величины зазора содержит бинокулярный микроскоп, закрепленный на опоре, снабженной механизмом перемещения параллельно продольной оси измерительного зонда; один окуляр микроскопа имеет измерительную шкалу, а другой оптически сопряжен с видеокамерой, электрически соединенной с монитором, экран которого снабжен измерительной шкалой, кратной измерительной шкапе окуляра микроскопа; при этом оптическая ось микроскопа перпендикулярна продольной оси измерительного зонда и пересекает последнюю в точке, определяющей середину заданной величины зазора между рабочим торцом измерительного зонда и рабочим торцом катода, а измерительный зонд подпружинен в осевом направлении.
При использовании измерительного узла, воплощающего полезную модель, обеспечивается бесконтактное измерение и установка заданной величины зазора катодмодулятор с высокой точностью за счёт создания оптимальных условий для визуального восприятия расположения катода и измерительного зонда, наблюдаемых на экране монитора в увеличенном виде. Гарантированная фиксация требуемого положения подпружиненного измерительного зонда, наличие измерительной шкалы в окуляре микроскопа и кратной ей шкалы на экране монитора в виде двух параллельных линий позволяет с помошью микрометрического механизма точно совмещать изображения плоскости рабочего торца катода и измерительного зонда с указанными линиями.
Кроме того, использование предлагаемой полезной модели не требует дополнительных затрат на создание и содержание коммуникаций для подачи осушенного сжатого воздуха повьппенной чистоты, как это имеет место в устройстве-прототипе 3.
Совокупность существенных признаков предлагаемого измерительного узла позволяет использовать его без дополнительных настроек для сборки катодномодуляторных узлов ЭОС различных типов, имеющих разные величины зазора катодмодулятор. Это обусловлено тем, что диапазон измерения устройства ограничивается лищь величиной поля зрения микроскопа, которое заведомо больше 500 мкм. Такая возможность измерительного узла упрощает эксплуатащпо оборудования в условиях мелкосерийного производства и при проведении опытных партий новых типов ЭОС.
На чертеже схематично показан предлагаемый измерительный узел установки сборки катодно-модуляторного узла электронно-оптической системы цветного кинескопа.
Измерительный узел содержит: измерительный зонд 1 и калиброванный упор 2, закреплённые на держателе 3, держатель 4 частично собранной ЭОС (арматуры) 5 и микрометрический механизм 8 регулировки зазора, снабжённые общим механизмом подачи их в зону измерения (на чертеже условно не показан); механизм перемещения 9 арматуры 5 с упором 10, неподвижный упор 11; бинокулярный микроскоп 12с окулярами 13 и 14, закрепленный на подвижной подставке 15; видеокамеру 16, оптически сопряженную с микроскопом через окуляр 14; монитор 17, вход которого электрически связан с выходом видеокамеры 16. На экране монитора 17 нанесены вертикальные параллельные линии 18 и 19 (щкала), расстояние между которыми кратно заданной величине зазора. Продольные оси измерительного зонда 1, частично-собранной ЭОС 5 и держателя 7 катода 6 в зоне измерения совпадают. Измерительный зонд 1 и калиброванный упор 2 для минимизации ошибки измерения вьшолняются из материала, имеюшего маленький температурный коэффициент линейного расширения (например, из вольфрама), и имеют одинаковую длину. Эта длина выбирается соответствующей конкретной конструкции устройства сборки катодно-модуляторного узла и не должна препятствовать свободному перемещению механизмов в процессе работы. Измерительный зонд 1 и упор 2 закреплены в держателе 3 с возможностью свободного перемещения вдоль продольной оси и возвращения их в исходное положение за счёт возвратных пружин 22 и 29. Все перечисленные конструктивные элементы измерительного узла, (кроме монитора 17), закреплены на общем основании 20 устройства сборки катодно-модуляторного узла.
Арматура 5 из исходного положения с помощью механизма подачи (на чертеже условно не показан) перемещается в зону измерения, в которую одновременно вводится измерительный зонд 1 и установленный с ним в одном держателе 3 калиброванный упор 2, при этом упор 10 механизма перемещения 9 упирается в торец калиброванного упора 2, перемещение которого ограничивается упором 11. Затем при помощи микрометрического механизма 8 перемещают механизм 4 с арматурой 5 вдоль продольной оси измерительного зонда 1 так, что модулятор 21 арматуры 5 опирается на торец измерительного зонда 1 и перемещает его вдоль продольной оси. Усилие воздействия измерительного зонда 1 на модулятор 21 задается возвратной пружиной 22 измерительного зонда 1 и составляет 20-30 грамм. Перемещение зонда 1 производится до установления зазора между рабочим торцом 23 измерительного зонда 1 и плоскостью 24 рабочего покрыгия, например, оксидного, катода 6, равным заданной величине. Величина зазора измеряется при помощи бинокулярного микроскопа 12, например МБС-10, окуляр 13 которого снабжен измерительной ппсалой, с помощью которой производится предварительное выставление величины зазора. Окуляр 14 оптически сопряжен с видеокамерой 16, например КРС-ЗООВН, подключенной электрически своим выходом к входу монитора 17, например черно-белого телевизора ВЭЛС-350. Обьектив 25 микроскопа 12 направлен на измеряемый зазор, при этом оптическая ось микроскопа 12 перпендикулярна общей оси катода 6 и измерительного зонда 1 и пересекает последнюю в точке, определяющей середину заданного зазора между рабочим торцом 23 измерительного зонда 1 и плоскостью 24 рабочего покрытия катода 6. Оптическое сопряжение окуляра 14 микроскопа 12 с видеокамерой 16 позволяет получить на экране монитора 17 увеличенное примерно в 1000 раз изображение зазора, с которым легко и удобно работать и производить точное выставление заданной величины зазора. Для установки заданной величины измеряемого зазора на экране монитора 17 наносят метки в виде двух параллельных линий 18 и 19 (ппсалу), расстояние между которыми равно увеличенному изображению номинальной величины измеряемого зазора. С одной из этих меток, например 19, совмещают изображение 26 торца 24 оксидного покрытия катода 6 путём перемещения опоры 15 микроскопа 12, Практически катоды 6 отличаются друг от друга по длине на некоторую величину и при закреплении их на держателе 7 торцы 24 в зоне измерения располагаются вдоль оси неодинаково, что вызьтает необходимость корректировки их положения. Изображение 27 рабочего торца 23 измерительного зонда 1 с помощью микрометрического механизма 8 совмещают с другой линией, например 18, на экране монитора 17.
2х)90У;е А
После выставления зазора держатель 4 с арматурой 5, измерительный зонд 1 и калиброванный упор 2 отводятся из зоны измерения. Затем механизм 4 с арматурой 5 переводится в зону запрессовки до взаимодействия упора 10 мехашима перемещения 9 с упором 11, при этом между плоскостью 24 рабочего покрытия катода 6 и модулятором 21 арматуры 5 автоматически выставляется заданный зазор. После этого механизмом точечной сварки (на чертеже условно не показано) производится приварка катода 1 к арматуре 5. Затем цикл запрессовки повторяют для остальных катодов арматуры 5.
Источники литературы.
1.Барановский В.И. Технология производства приёмных электроннолучевых трубок. М., Энергия, 1970, с. 19-39; с. 112-129.
2.Тамарченко B.C., Махтин Б.Ш. Новое оборудование сборочного производства цветных кинескопов. М., Высшая школа, 1991, с. 24-26; с. 87-99.
3.Установка сборки катодно-модуляторного узла компланарной
электронно-оптической системы ЦЭЛТ полуавтоматическая. Ы 002.15-84 П, (прототип).