FR2517923A1 - LAMINATE PRESS FOR MULTI-LAYER PRINTED CIRCUITS WITH HYDROPNEUMATIC CONTROL SYSTEM - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne une presse de
stratification de circuits imprimés multicouches à système
de commande hydropneumatique.The present invention relates to a press for
layering of system multilayer printed circuits
hydropneumatic control.
Les installations de stratification de circuits
imprimés multicouches fonctionnent généralement de la façon
suivante:on effectue l'empilage des circuits à stratifier
sur des outillages constitués par des plaques épaisses,puis
on transfère ces outillages chargés dans les compartiments
d'une presse à plateaux multiples pouvant être rapprochés
et écartés les uns des autres à l'aide d'un cylindre ou verin,
on met les outillages en compression tout en assurant leur
échauffement à l'aide de résistances électriques incorporées
aux plateaux de la presse,puis on prévoit une phase de re
froidissement,naturel ou force,tout en maintenant les pla
teaux en pression,et enfin on évacue de la presse les ou
tillages portant les circuits multicouches terminés de stra
tification.On voit par conséquent qu'il intervient essen
tiellement deux phases de traitement des outillages, à savoir
une phase de compression-chauffe et une phase de compression
refroidissement. Ces deux phases peuvent être effectuées
dans le meme poste et on a affaire à une presse mixte,ou bien
elles peuvent être effectuées séparément et on a alors affai
re à une presse à postes sépares I1 est à noter qu'une
telle presse à postes séparés permet d'obtenir,dans des
applications déterminées,une meilleure cadence de production,
surtout lorsqu'elle est équipée d'une installation automati
que de chargement et déchargement d'outillages Un exemple
d'installation de ce type fait l'objet de la demande de bre
vet français déposée le 7 Août 1981 sous le nO 81-15 420
pour "Installation automatique de chargement et déchargement d'outil
lage pour une presse à étages multiples,notamment une presse à stratifier des circuits imprimés multicouches" au nom de la demanderesse.Circuit layering facilities
multilayer prints generally work the way
following: we stack the circuits to be laminated
on tools made up of thick plates, then
these loaded tools are transferred to the compartments
a press with multiple plates which can be brought together
and separated from each other using a cylinder or cylinder,
the tools are put in compression while ensuring their
heating with built-in electrical resistors
to the press platforms, then there is a phase of re
coldness, natural or forceful, while maintaining the pla
pressure heads, and finally we evacuate from the press the or
tillings carrying the multilayer circuits terminated by stra
We therefore see that it intervenes essen
two phases of tool processing, namely
a compression-heating phase and a compression phase
cooling. These two phases can be performed
in the same post and we are dealing with a mixed press, or
they can be carried out separately and we then
re to a press with separate stations I1 should be noted that
such a press with separate stations makes it possible, in
specific applications, a better production rate,
especially when equipped with an automatic installation
than loading and unloading of tools An example
installation type is the subject of the bre
French vet filed on August 7, 1981 under the number 81-15 420
for "Automatic tool loading and unloading installation
lage for a multi-stage press, in particular a laminating press for multilayer printed circuits "in the name of the applicant.
Cependant,la présente invention;qui a trait plus particuliè
rementbau système de commande des machines,se rapporte aux
deux types de presses.However, the present invention; which relates more particularly
rementbau machine control system, relates to
two types of presses.
Lors de la stratification de circuits imprimés
multicouches,il est nécessaire d'assurer la régulation de la
pression exercée par le cylindre de la presse de maniere que cette pression suive avec une grande précision le programme imposé pour obtenir finalement des produits de haute qualité.When laminating printed circuits
multilayer, it is necessary to regulate the
pressure exerted by the press cylinder so that this pressure follows with great precision the program imposed to finally obtain high quality products.
Dans les réalisations connues,on utilise généralement un groupe moto-pompe qui a pour fonction d'alimenter le-cylindre de la presse en huile à haute pression,cette pression étant réglée à l'aide de composants hydrauliques tels que des limiteurs de pression et étant contrôlée par un manomètre. Du fait de la valeur élevee,pouvant atteindre 200bars,de la pression dans le circuit d'huile,il est difficile d'assurer sa régulation correcte,ear la précision dépend de paramètres,tels que la viscosité et la température de l'huile,qui ont tendance à varier au cours du cycle de travail de la presse et également dans le temps. En outre les presses connues sont bruyantes puisque le groupe moto-pompe tourne continuellement.Un autre inconvénient consiste en ce que, à cause de l'échauffement de l'huile en cours de compression,il est nécessaire de prévoir pour le circuit d'huile un refroidisseur fonctionnant généralement à l'eau. In known embodiments, a motor-pump unit is generally used which has the function of supplying the press cylinder with high pressure oil, this pressure being adjusted using hydraulic components such as pressure limiters and being controlled by a pressure gauge. Because of the high value, which can reach 200 bars, of the pressure in the oil circuit, it is difficult to ensure its correct regulation, ear the precision depends on parameters, such as the viscosity and the temperature of the oil, which tend to vary over the working cycle of the press and also over time. In addition, the known presses are noisy since the motor-pump unit rotates continuously. Another disadvantage is that, due to the heating of the oil during compression, it is necessary to provide for the oil circuit a cooler generally operating with water.
La presse selon l'invention a pour but de remédier aux inconvénients précités des réalisations connues en prévoyant,au lieu du système de commande dynamique à groupe motopompe,un système statique de structure hydropneumatique. The purpose of the press according to the invention is to remedy the aforementioned drawbacks of known embodiments by providing, instead of the dynamic control system with a pump unit, a static system of hydropneumatic structure.
Ce système de commande hydropneumatique comprend:
-un multiplicateur de pression comportant un étage-air à basse-pression relié à une source d'air comprimé et un étagehuile à haute-pression relié au cylindre de presse,
-un dispositif de fermeture rapide de presse comportant un convertisseur hydropneumatique de pression dont l'entrée est alimentée en air comprimé et dont la sortie est reliée au cylindre de presse,et
-un dispositif de régulation de la pression d'huile d'actionnement du cylindre de presae,comportant des moyens pour effectuer d'une part la comparaison de la valeur réelle de cette pression d'huile avec une valeur de consigne en vue de déterminer l'écart entre lesdites valeurs,et d'autre part la commande de la pression d'air dans l'étage basse-pression du multiplicateur en fonction de la grandeur et du signe dudit écart.This hydropneumatic control system includes:
a pressure multiplier comprising a low-pressure air stage connected to a source of compressed air and a high-pressure oil stage connected to the press cylinder,
a rapid press closing device comprising a hydropneumatic pressure converter the inlet of which is supplied with compressed air and the outlet of which is connected to the press cylinder, and
a device for regulating the oil pressure for actuating the presae cylinder, comprising means for carrying out on the one hand the comparison of the real value of this oil pressure with a reference value in order to determine the difference between said values, and on the other hand the control of the air pressure in the low-pressure stage of the multiplier as a function of the magnitude and the sign of said difference.
L'invention concerne également les caractéristiques ci-après,considérées isolément ou selon toutes leurs combinaisons techniquement possibles:
-le multiplicateur de pression comprend un corps divisé par une cloison séparatrice en deux chambres formant lesdits étages basse-pression et haute-pression et dans lesquelles coulisse un piston libre de profil étagé dont le rapport des surfaces actives définit le taux de multiplication de pression,la chambre basse-pression étant reliée d'un côté à un ensemble d'électrovannes d'admission et d'échappement et de l'autre côté à un conduit d'air pour le retour du piston en condition initiale,tandis que la chambre haute-pression est reliée par un premier conduit au cylindre de presse et par un second conduit,dans lequel est branché un clapet de retenue à pilotage pneumatique,audit convertisseur de pression du dispositif de fermeture rapide de presse;;
-le dispositif de régulation de pression comporte un capteur de pression d'huile relié au cylindre de presse, un générateur de valeur de consigne équipé d'un système d'affichage,et un comparateur qui détermine l'écart entre la valeur réelle et la valeur de consigne de la pression d'huile et qui applique,en fonction de la grandeur et du signe de cet écart,un signal de commande à celle desdites électrovannes d'admission et d'échappement qui est appropriée pour annuler ledit écart.The invention also relates to the following characteristics, considered in isolation or in all their technically possible combinations:
the pressure multiplier comprises a body divided by a separating partition into two chambers forming said low-pressure and high-pressure stages and in which slides a free piston of stepped profile whose ratio of active surfaces defines the rate of pressure multiplication, the low-pressure chamber being connected on one side to a set of intake and exhaust solenoid valves and on the other side to an air duct for returning the piston to the initial condition, while the upper chamber -pressure is connected by a first conduit to the press cylinder and by a second conduit, in which is connected a pneumatically controlled check valve, to said pressure converter of the rapid press closing device;
-the pressure regulation device comprises an oil pressure sensor connected to the press cylinder, a setpoint generator equipped with a display system, and a comparator which determines the difference between the actual value and the setpoint of the oil pressure and which applies, as a function of the magnitude and the sign of this deviation, a control signal to that of said intake and exhaust solenoid valves which is suitable for canceling said deviation.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif,en référence aux dessins annexés dans lesquels:
Fig.l est une vue en élévation schématique d'une presse de stratification de circuits multicouches du type mixte;
Fig.2 est une vue en elévation schématique d'une presse à postes separés de chauffe et de refroidissement, équipée d'une installation de chargement et déchargement automatique d'outillages, et
Fig;3 est un schéma du système de commande hydropneumatique de la presse sein liinvention,sur lequel on a indiqué par un double trait continu les canalisations d'huile,par un double trait interrompu les canalisations d'air et par un simple trait continu les conducteurs électriques.Other advantages and characteristics of the invention will be highlighted in the following description, given by way of nonlimiting example, with reference to the appended drawings in which:
Fig.l is a schematic elevational view of a laminating press of multilayer circuits of the mixed type;
Fig. 2 is a schematic elevation view of a press with separate heating and cooling stations, equipped with an automatic tool loading and unloading installation, and
Fig; 3 is a diagram of the hydropneumatic control system of the press within the invention, on which the oil lines have been indicated by a double solid line, the air lines by a double broken line and by a single continuous line the electrical conductors.
Sur la figure l,on a représenté une presse de stratification de circuits imprimés multicouches du type mixte. Elle comprend deux colonnes 1 sur lesquelles peuvent coulisser des plateaux 2 sous l'impulsion du piston d'un cylindre inférieur 3 actionné par huile sous pression de façon à produire une compression des outillages 4 portant les circuits imprimés multicouches à stratifier. La chauffe et le refroidissement des outillages s'effectuent dans le même poste. FIG. 1 shows a laminating press for multi-layer printed circuits of the mixed type. It comprises two columns 1 on which plates 2 can slide under the impulse of the piston of a lower cylinder 3 actuated by oil under pressure so as to produce a compression of the tools 4 carrying the multilayer printed circuits to be laminated. The tools are heated and cooled in the same station.
Au contraire dans la presse représentée sur la figure 2,les deux phases de compression-chauffe et de compression-refroidissement sont effectuées dans deux postes désignés respectivement dans leur ensemble par les symboles
CH et FR. Les deux postes ont des structures identiques et ils comportent des colonnes 5,5' sur lesquelles coulissent des plateaux 6,6' actionnés par des cylindres respectifs 7,7'. La presse est en outre pourvue d'une installation automatique de chargement et déchargement d'outillages,dont on n'a représenté que l'ascenseur 9 et le descenseur lO,cette installation pouvant être du type décrit dans la demande de brevet précitée déposée par la demanderesse.In contrast, in the press shown in FIG. 2, the two compression-heating and compression-cooling phases are carried out in two stations designated respectively as a whole by the symbols
CH and FR. The two stations have identical structures and they have columns 5.5 ′ on which slides plates 6,6 ′ actuated by respective cylinders 7,7 ′. The press is further provided with an automatic installation for loading and unloading of tools, of which only the elevator 9 and the descender 10 have been shown, this installation possibly being of the type described in the aforementioned patent application filed by the plaintiff.
L'invention concerne en particulier un système de commande hydropneumatique du cylindre de presse,qui s appli- que aussi bien au type à poste mixte qu'au type-à postes séparés et qui va maintenant être décrit en référence à la figure 3. The invention relates in particular to a hydropneumatic control system for the press cylinder, which applies to both the mixed station type and the separate station type and which will now be described with reference to FIG. 3.
Le cylindre il de la presse est alimenté en huile à haute-pression par un multiplicateur de pression désigné dans son ensemble par 13. Ce multiplicateur comporte un étage basse pression 15 alimenté en air comprimé par une source appropriée 37,par exemple le réseau d'alimentation à 5 bars, et un étage haute-pression 14 qui fournit l'huile à haute pression au cylindre de presse. Dans les deux étages du multiplicateur 13, coulisse longitudinalement un piston libre 16 de profil étagé, qui comporte une partie de grande section 17 coulissant dans l'étage-air et une partie de petite section 18 coulissant dans l'étage-huile. Un tel multiplicateur permet par exemple d'établir un rapport de multiplication de pression de 40:l,c'est-à-dire d'obtenir une pression d'huile de 200 bars avec une pression d'air de 5 bars. The press cylinder 11 is supplied with high-pressure oil by a pressure multiplier generally designated by 13. This multiplier comprises a low pressure stage 15 supplied with compressed air by an appropriate source 37, for example the network of supply at 5 bars, and a high-pressure stage 14 which supplies the high-pressure oil to the press cylinder. In the two stages of the multiplier 13, a free piston 16 of stepped profile slides longitudinally, which comprises a part of large section 17 sliding in the air stage and a part of small section 18 sliding in the oil stage. Such a multiplier makes it possible for example to establish a pressure multiplication ratio of 40: 1, that is to say to obtain an oil pressure of 200 bars with an air pressure of 5 bars.
La liaison de l'étage basse-pression 15 du multiplicateur avec la source d'air comprimé est assurée par l'intermédiaire d'un tuyau 19,d'un ensemble 34 d'électrovannes d'admission et d'échappement d'air 35,36,dont la fonction sera précisée dans la suite,et d'un tuyau d'arrivée d'air 37. The connection of the low-pressure stage 15 of the multiplier with the source of compressed air is ensured by means of a pipe 19, a set 34 of air intake and exhaust solenoid valves 35 , 36, the function of which will be specified below, and of an air inlet pipe 37.
En outre l'étage basse-pression 15 comporte à sa partie inférieure un tuyau d'admission d'air 20 servant à faire remonter le piston 16 en fin de cycle de la presse.In addition, the low-pressure stage 15 has at its lower part an air intake pipe 20 used to raise the piston 16 at the end of the press cycle.
L'étage haute-pression 14 est relié par l'intermédiaire d'un conduit 21,22 au cylindre ll de la presse. The high-pressure stage 14 is connected via a conduit 21, 22 to the cylinder ll of the press.
D'autre part il est relié par un tuyau 24,et par l'intermédiaire d'un clapet de retenue 25 à pilotage pneumatique,à un convertisseur de pression air-huile 26 qui est destiné à assurer,en début de cycle,la fermeture rapide de la presse, ce convertisseur étant alimenté en air par l'intermédiaire du tuyau 27.On the other hand, it is connected by a pipe 24, and by means of a pneumatically controlled check valve 25, to an air-oil pressure converter 26 which is intended to ensure, at the start of the cycle, the closing. fast press, this converter being supplied with air via the pipe 27.
Le fonctionnement du circuit hydropneumatique qui vient d'être décrit est le suivant:au début du cycle de presse,le piston 16 du multiplicateur de pression 13 étant en position haute,le clapet de retenue 25 est ouvert de façon à permettre au convertisseur de pression 26 d'alimenter en huile basse-pression le cylindre de presse par l'intermédiaire du tuyau 24,de l'étage 14 du multiplicateur et du tuyau 21,22,ce qui provoque la fermeture rapide des plateaux de la presse La mise en pression du cylindre est ensuite assurée par l'intermédiaire du multiplicateur de pression 13. C'est alors qu'intervient,dans le système de commande selon llinvention,un dispositif de commande et de régulation de la pression d'huile s'exerçant sur le piston 12 du cylindre de presse 11. The operation of the hydropneumatic circuit which has just been described is as follows: at the start of the press cycle, the piston 16 of the pressure intensifier 13 being in the high position, the check valve 25 is open so as to allow the pressure converter 26 to supply low-pressure oil to the press cylinder via the hose 24, the stage 14 of the multiplier and the hose 21, 22, which causes the press plates to close rapidly. the cylinder is then ensured by means of the pressure multiplier 13. This is where the control system according to the invention comes into play, a device for controlling and regulating the oil pressure acting on the piston 12 of the press cylinder 11.
Ce dispositif comprend les éléments essentiels suivants:
-un capteur 30 de valeur réelle de pression d'huile,relié par un tuyau 23 au tuyau 21,22 aboutissant au cylindre de presse,
-un générateur 28 de valeur de consigne de pression d'huile, pourvu d'un élément d'affichage,
-un comparateur à fonction de commande 29 qui reçoit,par l'intermédiaire de conducteurs 31,32,des signaux provenant respectivement du capteur de valeur réelle 30 et du générateur de valeur de consigne 28 et qui produit,en fonction de la grandeur et du signe de l'écart entre la valeur réelle et la valeur de consigne de la pression d'huile,un signal qui est appliqué par l'intermédiaire d'un conducteur 33 à l'ensemble d'électrovannes 34 de façon à commander celle des électrovannes 35,36 qui assure,par admission ou échappement d'air,la réduction de l'écart précité et son maintien dans une plage appropriée.This system includes the following essential elements:
a sensor 30 of the actual oil pressure value, connected by a pipe 23 to the pipe 21, 22 leading to the press cylinder,
an oil pressure setpoint generator 28, provided with a display element,
a comparator with a control function 29 which receives, via conductors 31, 32, signals coming respectively from the real value sensor 30 and from the set value generator 28 and which produces, as a function of the quantity and of the sign of the difference between the actual value and the set value of the oil pressure, a signal which is applied via a conductor 33 to the set of solenoid valves 34 so as to control that of the solenoid valves 35,36 which ensures, by air intake or exhaust, the reduction of the aforementioned gap and its maintenance within an appropriate range.
En ce qui concerne le comparateur de commande des électrovannes,il est avantageux d'utiliser le comparateurmodulateur électronique du type mis sur le marché par la
Société WBBCO et décrit dans le brevet français n02.293.73( > . As regards the control comparator of the solenoid valves, it is advantageous to use the electronic modulator comparator of the type put on the market by the
WBBCO company and described in the French patent n02.293.73 (>.
Ce dispositif,qui agit sur les électrovannes par impulsions électriques successives,comporte une bande proportionnelle de régulation qui est établie de manière qu'il ne se produise ni un dépassement excessif ni des fluctuations excessives de la pression par rapport à la valeur de consigne.This device, which acts on the solenoid valves by successive electrical pulses, comprises a proportional regulation band which is established so that neither excessive overshoot nor excessive fluctuations of the pressure with respect to the set value occur.
Ainsi le système de commande hydropneumatique selon l'invention opère en boucle fermée depuis le capteur de la pression d'huile dans le cylindre de presse jusqu'aulx électrovannes de commande pneumatique du multiplicateur de pression fait que ce système est d'une nature statique, il élimine les inconvenients du système dynamique à groupe moto-pompe et il permet en outre d'assurer une régulation précise de la pression,la précision étant inférieure ou égale à 1% dans une plage de O à 200 bars. Thus, the hydropneumatic control system according to the invention operates in a closed loop from the oil pressure sensor in the press cylinder up to the pneumatic control valves for the pressure multiplier, so that this system is of a static nature, it eliminates the disadvantages of the dynamic system with motor-pump group and it also makes it possible to ensure precise regulation of the pressure, the precision being less than or equal to 1% in a range from 0 to 200 bars.
Bien entendu l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés,à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation à la portée de l'homme de l'art sans pour cela sortir du cadre de l'invention. Of course, the invention is in no way limited to the embodiments described and shown, from which one can provide other modes and other embodiments within the reach of ordinary skill in the art without thereby departing. of the scope of the invention.
Claims (3)
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