专利名称：一种成型荫罩曲面的测量方法
技术领域：
本发明涉及一种荫罩曲面的测量方法，特别涉及一种CRT管成型 荫罩曲面的测量方法。
背景技术：
传统CRT管包括真空玻壳，真空玻壳上附带的各种组成部件，以 及围绕玻壳的外表面设置的偏转装置。玻壳是通过锥与屏连接在一起 形成的。屏包括屏裙边，该屏裙边围绕在形成为曲面的有效部分的周 围，并且玻锥与该侧壁部分连接。荧光屏设置在屏的有效部分的内表 面上。荧光屏是由黑色非发光层和嵌入在该黑色非发光层的间隙内的 三色荧光粉层形成的。荫罩设置在荧光屏的正对面。电子枪设置在锥 的管颈的内部。电子枪发射三个电子束。偏转装置使这三个电子束偏 转，并且这三个电子束穿过荫罩在荧光屏上水平和垂直地进行扫描， 从而产生图像的显示。荫罩用于相对于构成荧光屏的荧光粉层而选别 从电子枪发射的三个电子束。荫罩是彩色显像管的选色元件，而且在 工艺上，它是前工序光学曝光法涂屏时的曝光模板，同时荫罩是决定 整管色纯的重要部件。荫罩包括焊接在框架上的荫罩主体。荫罩主体 有效表面形成为曲面并正对着荧光屏，并且该有效表面中形成了多个 电子束通过孔，无孔部分围绕在该有效表面的外围，并且通过在整个 外围以基本上直角弯折无孔部分而得到一个翻边。框架与荫罩主体的 翻边焊接在一起。通过将框架的每个角上所附的弹簧片与玻屏的侧壁部分的各个 角上所设置的柱螺栓销紧锁在一起，荫罩被可拆卸地保持在玻屏的内 侧。由于电子束的路径受到磁场的影响，所以荫罩附接了向电子枪侧 延伸的内部屏蔽罩，用于阻断外部磁场。通常，为了在阴极射线管的 荧光屏上没有颜色偏移的情况下显示图像，必须选别出穿过荫罩主体 的电子束通过孔的三个电子束，使得这三个电子束正确着屏于荧光粉 上。为此，屏和荫罩必须保持正确的位置关系，尤其，屏的有效部分 的内表面与荫罩主体的有效表面之间的间距必须在特定的允许范围 之内。彩色显像管对荫罩组件的最终要求是必须保证严格的Q尺寸即 荫罩曲面到屏面的距离，因此，荫罩必须设计成合适的曲面才能保证
各点Q尺寸，该曲面通过公式z二/(x,力表达。
通常的计算曲面公式的方法是先求得Q值，即荫罩曲面到屏面的 距离，然后根据屏内曲面倒推出荫罩曲面各点z值，再进行曲面拟合 以多项式公式表达。这样的计算方法无法保证一次就能设计到位，一 般需要一次到两次的设计修正才能得出合适的曲面公式。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提出了一种成型荫 罩曲面的测量方法，具有原理简单，测量速度快，精确度高的特点。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是 一种成型荫罩曲 面的测量方法，包括如下步骤
第一，先利用三坐标测得已知管型的屏内曲面及荫罩曲面的三维 坐标值(x， y， z);第二，将第一步采集的三坐标测量的曲面坐标值(x， y， z)拟 合为多项表达式z-yxx,力，多项式采用8系数，10系数或16系数， 例如10系数公式为Z 二 alX2+a2X4+a3Xfi+a4Y2+a5XY+a6X4Y2+a7Y1 + a8X2Y4+a9X4Y4+al0Yfi;
第三，求出待测管型的荫罩曲面
将上步拟合公式的系数代入下述关系式
丄—il
中，其基础的公式推导过程如下
一2
一(l)
一2
在最佳状态
3cr = W时 电子束着屏裕度最大
从(1)、 (2)两式得:
画(2)
(3)
所以e = ^M 錄
上式中Q为荫罩曲面到屏面的距离，PH为荫罩水平节距，Lsg
为偏转中心高度，Sg为束间距，(X,，YbZ》为已知荫罩曲面坐标值；
设已知管型和待测管型的束间距Sg相同都是S，已知管型的罩曲面到屏面的距离Qi，偏转中心高度L，荫罩水平节距Pn用
(Q,，L,，PH,)表示，计算待测管型的荫罩曲面到屏面的距离Q2
由公式(3)得出
iW! *丄,
込=
州2 * Z2
两式相比得出
0 尸A * A
込尸仏* A
gj承户//2氺丄2
込=
因式中Q" PHt，UL2均为已知，则可将上式表示为:
a =
* 二
根据直线方程，有寻=;=|------
-----(4)
先在待测管型的曲面2上取任意一点m，有Xm = 4 = Zm * K
设Q值合适时的点为n，有^ =)《-IM)2 -n/)2 - ZM)2
最后，利用逼近法编程，使得当A趋于无穷小时，则m， n点重 合，m点坐标即为所求曲面坐标(XN，YN，ZN)，再将求得的荫罩曲面坐 标(XN，YN，ZN)按公式Z:/(x,力拟合为多项式表达。
由于本发明采用逼近算法测量荫罩曲面，该方法具有原理简单， 测量速度快，精确度高的特点。
具体实施例方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步详细说明。
测量40cm阴极射线管
一种成型荫罩曲面的测量方法，包括如下步骤 第一，先利用三坐标测量己知管型的屏内曲面及荫罩曲面三维 坐标值(x， y， z):
荫罩曲面
x二-155. 0004Y=-118.0000Z=16.2935
x二-154. 9989Y=-109.9971Z=15.5990
x=-154. 9999Y=-99.9952Z=14.7592
x=-154. 9989Y二-89.9964Z=14.0044
x=-154. 9990Y=-79.9977Z=13.2846
x=-154.9991Y=-69.9991Z二12.6617
x=-155. 0002Y=-59.9954Z=12.0999
x=-154. 9995Y=-50.0006Z二11.6571
x=-155. 0008Y=-39.9978Z=11.2863
屏内曲面
x二-140.0010Y=109.9991Z二10.7686
x=-140. 0001Y=100.0133Z=9.6311
x=-140.0010Y=90.0183Z=8.9746
x二-140.0009Y=80.0143Z=8.3771
x二-139. 9990Y=70.0183Z二7.8416X= —140.0011 Y二60.0135 Z=
X二 -139. 9994 Y=50. 0085 Z=
X= -139. 9997 Y二
40.0196 Z=
X= -140.0010 Y二30.0207 Z=
X= —140. 0005 Y=20. 0152 Z二
X= —140.0011 Y=10.0208 Z二
7. 4011 7. 0006 6.6241 6. 2766 6. 0330 5. 8805
第二，将第一步采集的三坐标测量的曲面坐标值(x， y， z)拟 合为多项表达式Z-y(jc，力，多项式采用8系数，10系数或16系数，
本实施例采用10系数；
第三，求出待测管型的荫罩曲面
将第二步计算出的10系数代入公式(4) | = f =
Jf， K
因计算点较多，且计算过程需循环计算，实际计算过程采用编程处理，
此处列举中心一点为例做说明，在中心点，Qf9.46， L二185. 14，
PH产O. 670， L2=l34. 77，可由公式"=gl *丄2得出a = 10.28 ， Xl二Xm二O，
W承A
Y^Yi^O，ZnFO，得出a^^，利用该结果可求得当条件A-a^ -Ov趋 近于0的解，得出Zm二6. 18。同理可得出荫罩曲面的各点坐标值 (x， y， z);
最后，将上述坐标值再进行拟合即可得出曲面公式表达式，将任 意点的坐标值(x，y)带入下式，即可测得该点的荫罩曲面Z (x， y) =aix2+a2x4+a3xb+a4y24 式中
ae6. 18298807862600E-05 a2=4. 20245314737004E-08 a:,=—5. 64200219962666E—13 &二7.65593653406034E-04 a5=-4. 37097088473250E-09
;x y ~ha6x y +a7y十a^x y +a9x y +al0y
a6=2. 76923996643222E-13 a7=-3. 27726803103260E-08 a8=l. 11962697004286E-12 a9=-9. 43640858568010E-17 a10=2. 40347779412325E—12 。
权利要求
1、一种成型荫罩曲面的测量方法，其特征在于，包括如下步骤第一，先利用三坐标测得已知管型的屏内曲面及荫罩曲面的三维坐标值(x，y，z)；第二，将第一步采集的三坐标测量的曲面坐标值(x，y，z)拟合为多项表达式Z＝f(x，y)，多项式采用8系数，10系数或16系数，例如10系数公式为Z＝a1X2+a2X4+a3X6+a4Y2+a5X2Y2+a6X4Y2+a7Y4+a8X2Y4+a9X4Y4+a10Y6；第三，求出待测管型的荫罩曲面将上步拟合公式的系数代入下述关系式(4)<maths id="math0001" num="0001" ><math><![CDATA[ <mrow><mfrac> <mi>X</mi> <msub><mi>X</mi><mn>1</mn> </msub></mfrac><mo>=</mo><mfrac> <mi>Y</mi> <msub><mi>Y</mi><mn>1</mn> </msub></mfrac><mo>=</mo><mfrac> <mi>Z</mi> <msub><mi>Z</mi><mn>1</mn> </msub></mfrac><mo>=</mo><mfrac> <mi>Z</mi> <mrow><msub> <mi>a</mi> <mn>1</mn></msub><msup> <msub><mi>X</mi><mn>1</mn> </msub> <mn>2</mn></msup><mo>+</mo><msub> <mi>a</mi> <mn>2</mn></msub><msup> <msub><mi>X</mi><mn>1</mn> </msub> <mn>4</mn></msup><mo>+</mo><msub> <mi>a</mi> <mn>3</mn></msub><msup> <msub><mi>X</mi><mn>1</mn> </msub> <mn>6</mn></msup><mo>+</mo><msub> <mi>a</mi> <mn>4</mn></msub><msup> <msub><mi>Y</mi><mn>1</mn> </msub> <mn>2</mn></msup><mo>+</mo><msub> <mi>a</mi> <mn>5</mn></msub><msup> <msub><mi>X</mi><mn>1</mn> </msub> <mn>2</mn></msup><msup> <msub><mi>Y</mi><mn>1</mn> </msub> <mn>2</mn></msup><mo>+</mo><msub> <mi>a</mi> <mn>6</mn></msub><msup> <msub><mi>X</mi><mn>1</mn> </msub> <mn>4</mn></msup><msup> <msub><mi>Y</mi><mn>1</mn> </msub> <mn>2</mn></msup><mo>+</mo><msub> <mi>a</mi> <mn>7</mn></msub><msup> <msub><mi>Y</mi><mn>1</mn> </msub> <mn>4</mn></msup><mo>+</mo><msub> <mi>a</mi> <mn>8</mn></msub><msup> <msub><mi>X</mi><mn>1</mn> </msub> <mn>2</mn></msup><msup> <msub><mi>Y</mi><mn>1</mn> </msub> <mn>4</mn></msup><mo>+</mo><msub> <mi>a</mi> <mn>9</mn></msub><msup> <msub><mi>X</mi><mn>1</mn> </msub> <mn>4</mn></msup><msup> <msub><mi>Y</mi><mn>1</mn> </msub> <mn>4</mn></msup><mo>+</mo><msub> <mi>a</mi> <mn>10</mn></msub><msup> <msub><mi>Y</mi><mn>1</mn> </msub> <mn>6</mn></msup> </mrow></mfrac> </mrow>]]></math></maths>中，其基础的公式推导过程如下<maths id="math0002" num="0002" ><math><![CDATA[ <mrow><mi>σ</mi><mo>=</mo><mfrac> <mrow><mi>sg</mi><mo>·</mo><mi>Q</mi> </mrow> <mrow><mi>Lsg</mi><mo>·</mo><mi>Q</mi> </mrow></mfrac><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow> <mo>(</mo> <mn>1</mn> <mo>)</mo></mrow> </mrow>]]></math></maths><maths id="math0003" num="0003" ><math><![CDATA[ <mrow><msup> <mi>PH</mi> <mo>′</mo></msup><mo>=</mo><mfrac> <mrow><mi>PH</mi><mo>·</mo><mi>Lsg</mi> </mrow> <mrow><mi>Lsg</mi><mo>·</mo><mi>Q</mi> </mrow></mfrac><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow> <mo>(</mo> <mn>2</mn> <mo>)</mo></mrow> </mrow>]]></math></maths>在最佳状态3σ＝PH′时电子束着屏裕度最大从(1)、(2)两式得<maths id="math0004" num="0004" ><math><![CDATA[ <mrow><mfrac> <mrow><mn>3</mn><mi>Sg</mi><mo>·</mo><mi>Q</mi> </mrow> <mrow><mi>Lsg</mi><mo>·</mo><mi>Q</mi> </mrow></mfrac><mo>=</mo><mfrac> <mrow><msub> <mi>P</mi> <mi>H</mi></msub><mo>·</mo><mi>Lsg</mi> </mrow> <mrow><mi>Lsg</mi><mo>-</mo><mi>Q</mi> </mrow></mfrac> </mrow>]]></math></maths>所以<maths id="math0005" num="0005" ><math><![CDATA[ <mrow><mi>Q</mi><mo>=</mo><mfrac> <mrow><mi>PH</mi><mo>·</mo><mi>Lsg</mi> </mrow> <mrow><mn>3</mn><mi>Sg</mi> </mrow></mfrac><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow> <mo>(</mo> <mn>3</mn> <mo>)</mo></mrow> </mrow>]]></math> id="icf0005" file="A2009100221290003C1.tif" wi="52" he="9" top= "29" left = "50" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/></maths>上式中Q为荫罩曲面到屏面的距离，PH为荫罩水平节距，Lsg为偏转中心高度，Sg为束间距，(X1，Y1，Z1)为已知荫罩曲面坐标值；设已知管型和待测管型的束间距Sg相同都是S，已知管型的荫罩曲面到屏面的距离Q1，偏转中心高度L1，荫罩水平节距PH用(Q1，L1，PH1)表示，计算待测管型的荫罩曲面到屏面的距离Q2由公式(3)得出<maths id="math0006" num="0006" ><math><![CDATA[ <mrow><msub> <mi>Q</mi> <mn>1</mn></msub><mo>=</mo><mfrac> <mrow><msub> <mi>PH</mi> <mn>1</mn></msub><mo>*</mo><msub> <mi>L</mi> <mn>1</mn></msub> </mrow> <mrow><mn>3</mn><mi>S</mi> </mrow></mfrac> </mrow>]]></math> id="icf0006" file="A2009100221290003C2.tif" wi="25" he="9" top= "111" left = "37" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/></maths><maths id="math0007" num="0007" ><math><![CDATA[ <mrow><msub> <mi>Q</mi> <mn>2</mn></msub><mo>=</mo><mfrac> <mrow><msub> <mi>PH</mi> <mn>2</mn></msub><mo>*</mo><msub> <mi>L</mi> <mn>2</mn></msub> </mrow> <mrow><mn>3</mn><mi>S</mi> </mrow></mfrac> </mrow>]]></math> id="icf0007" file="A2009100221290003C3.tif" wi="26" he="9" top= "112" left = "91" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/></maths>两式相比得出<maths id="math0008" num="0008" ><math><![CDATA[ <mrow><mfrac> <msub><mi>Q</mi><mn>1</mn> </msub> <msub><mi>Q</mi><mn>2</mn> </msub></mfrac><mo>=</mo><mfrac> <mrow><msub> <mi>PH</mi> <mn>1</mn></msub><mo>*</mo><msub> <mi>L</mi> <mn>1</mn></msub> </mrow> <mrow><msub> <mi>PH</mi> <mn>2</mn></msub><mo>*</mo><msub> <mi>L</mi> <mn>2</mn></msub> </mrow></mfrac> </mrow>]]></math> id="icf0008" file="A2009100221290003C4.tif" wi="26" he="10" top= "128" left = "65" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/></maths><maths id="math0009" num="0009" ><math><![CDATA[ <mrow><msub> <mi>Q</mi> <mn>2</mn></msub><mo>=</mo><mfrac> <mrow><msub> <mi>Q</mi> <mn>1</mn></msub><mo>*</mo><msub> <mi>PH</mi> <mn>2</mn></msub><mo>*</mo><msub> <mi>L</mi> <mn>2</mn></msub> </mrow> <mrow><msub> <mi>PH</mi> <mn>1</mn></msub><mo>*</mo><msub> <mi>L</mi> <mn>1</mn></msub> </mrow></mfrac> </mrow>]]></math></maths>因式中Q1，PH1，L1，L2均为已知，则可将上式表示为Q2＝α*PH2<maths id="math0010" num="0010" ><math><![CDATA[ <mrow><mi>α</mi><mo>=</mo><mfrac> <mrow><msub> <mi>Q</mi> <mn>1</mn></msub><mo>*</mo><msub> <mi>L</mi> <mn>2</mn></msub> </mrow> <mrow><msub> <mi>PH</mi> <mn>1</mn></msub><mo>*</mo><msub> <mi>L</mi> <mn>1</mn></msub> </mrow></mfrac> </mrow>]]></math></maths>根据直线方程，有<maths id="math0011" num="0011" ><math><![CDATA[ <mrow><mfrac> <mi>X</mi> <msub><mi>X</mi><mn>1</mn> </msub></mfrac><mo>=</mo><mfrac> <mi>Y</mi> <msub><mi>Y</mi><mn>1</mn> </msub></mfrac><mo>=</mo><mfrac> <mi>Z</mi> <msub><mi>Z</mi><mn>1</mn> </msub></mfrac><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mo>-</mo><mrow> <mo>(</mo> <mn>4</mn> <mo>)</mo></mrow> </mrow>]]></math> id="icf0011" file="A2009100221290003C7.tif" wi="60" he="10" top= "199" left = "67" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/></maths>先在待测管型的曲面2上取任意一点m，有<maths id="math0012" num="0012" ><math><![CDATA[ <mrow><msub> <mi>X</mi> <mi>M</mi></msub><mo>=</mo><mfrac> <mrow><msub> <mi>Z</mi> <mi>M</mi></msub><mo>*</mo><msub> <mi>X</mi> <mn>1</mn></msub> </mrow> <msub><mi>Z</mi><mn>1</mn> </msub></mfrac> </mrow>]]></math> id="icf0012" file="A2009100221290003C8.tif" wi="26" he="10" top= "216" left = "117" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/></maths><maths id="math0013" num="0013" ><math><![CDATA[ <mrow><msub> <mi>Y</mi> <mi>M</mi></msub><mo>=</mo><mfrac> <mrow><msub> <mi>Z</mi> <mi>M</mi></msub><mo>*</mo><msub> <mi>Y</mi> <mn>1</mn></msub> </mrow> <msub><mi>Z</mi><mn>1</mn> </msub></mfrac> </mrow>]]></math> id="icf0013" file="A2009100221290003C9.tif" wi="23" he="10" top= "216" left = "150" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/></maths>QM＝α*PHM设Q值合适时的点为n，有<maths id="math0014" num="0014" ><math><![CDATA[ <mrow><msub> <mi>Q</mi> <mi>N</mi></msub><mo>=</mo><msqrt> <msup><mrow> <mo>(</mo> <msub><mi>X</mi><mn>1</mn> </msub> <mo>-</mo> <msub><mi>X</mi><mi>M</mi> </msub> <mo>)</mo></mrow><mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup><mrow> <mo>(</mo> <msub><mi>Y</mi><mn>1</mn> </msub> <mo>-</mo> <msub><mi>Y</mi><mi>M</mi> </msub> <mo>)</mo></mrow><mn>2</mn> </msup> <mo>+</mo> <msup><mrow> <mo>(</mo> <msub><mi>Z</mi><mn>1</mn> </msub> <mo>-</mo> <msub><mi>Z</mi><mi>M</mi> </msub> <mo>)</mo></mrow><mn>2</mn> </msup></msqrt> </mrow>]]></math> id="icf0014" file="A2009100221290003C10.tif" wi="82" he="6" top= "242" left = "86" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/></maths>Δ＝QM-QN最后，利用逼近法编程，使得当Δ趋于无穷小时，则m，n点重合，m点坐标即为所求曲面坐标(XN，YN，ZN)，再将求得的荫罩曲面坐标(XN，YN，ZN)按公式Z＝f(x，y)拟合为多项式表达。
全文摘要
一种成型荫罩曲面的测量方法，包括如下步骤第一，先利用三坐标测得已知管型的屏内曲面及荫罩曲面的三维坐标值(x，y，z)；第二，将上步三坐标测量的曲面坐标值(x，y，z)拟合为多项表达式Z＝f(x，y)，第三，求出待测管型的荫罩曲面的三维坐标值(x，y，z)，将求得的荫罩曲面的三维坐标值(x，y，z)按公式Z＝f(x，y)拟合为多项式表达，具有原理简单，测量速度快，精确度高的特点。
文档编号G01B21/02GK101539416SQ200910022129
公开日2009年9月23日 申请日期2009年4月21日 优先权日2009年4月21日
发明者徐莉华, 威 杨, 军 赵, 赵鹏亮 申请人:彩虹显示器件股份有限公司