CN108253844B - 一种防弹头盔自动化制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种防弹头盔自动化制作方法，其步骤：自动铺布断布；裁片排版并自动裁剪；将裁剪好的裁片进行头盔铺片，形成盔坯；将盔坯进行预压；将预压完成后的盔坯进行余料去除；将去除余料的盔坯压制成型；将成型的头盔进行钻孔；采用包边模具对头盔进行模压包边；将包边后的头盔进行喷漆烘干；喷漆烘干后对头盔进行喷码；将悬挂系统安装在头盔上，并安装夜视仪基座及头盔导轨，完成头盔制作；每顶头盔制作过程中采集到的各项参数由数据库转存至每顶头盔配备的身份芯片中，然后将身份芯片粘贴在每顶头盔左耳内侧预先指定位置；采用自动包装机将头盔包装箱进行打印标识，黏贴胶带，打箱，完成包装。本发明劳动强度小，生产效率较高，能很好的保证防弹头盔成品各项指标要求。

Description

一种防弹头盔自动化制作方法

技术领域

本发明涉及一种头盔制作方法，特别是关于一种防弹头盔自动化制作方法。

背景技术

现阶段，国内外在复合防弹头盔生产中，防弹材料的裁剪多采用技术，手工操作受操作者本身素质及责任的影响，很难做到叠层对边整齐一致，每段长度尺寸相同，容易造成原材料浪费，对大规模生产来说，累计浪费对成本的影响很大。

头盔裁片多采用人工电剪刀按照样片或漏粉线迹进行裁剪，受原材料不易裁割等因素影响，很难做到裁剪出来的裁片外型、尺寸、公差完全一致，造成材料浪费，对后序铺片造成不利影响，降低生产效率，另外手工电剪刀裁剪时，电剪刀容易对操作者造成意外伤害。

头盔叠层铺片仍为手工操作，以凹模或凸模造型为基础使用热风枪严格按照料片的标志线进行热合，每个熟练工人日产量为8顶左右，生产效率十分低下，而且手工操作经常出现相邻料片间隔角度不一致问题，造成裁片重叠区域不能均匀分布，难以保证防弹头盔盔体各部位防弹性能的一致性。产品质量很难把控，如果管理不到位，甚至出现批次产品质量事故，造成不可挽回的损失。手工铺片每层裁片之间，不能很好粘合，形成很多空腔存有大量空气，这样在压制时很难通过规定的数次排气，将空气排净，尤其是在头盔内部普遍存有很多肉眼观察不到的小气泡，严重制约着头盔防弹性能的提高。

在头盔压制过程中，压制设备广泛使用人工操作液压机，压制时间、压制温度、压制过程中压力保持，排气次数及时间不能精确控制，造成头盔压制效果存在较大差异，尤其在操作者赶产造成加班时，无人监管存在人为缩短压制时间减少排气次数等陋习，更进一步影响压盔压制质量，造成头盔防弹等主要性能指标个体差异较大，存在形成不合格品的潜在危险。

防弹头盔余料去除环节，操作者按照人工划线，多使用带式裁刀设备进行，切割过程中带式锯条的刀锋行进方向非常不容易精准操控，存在余料去除后头盔边缘参差不齐，容易造成成型压制时，局部缺料及余料过多等问题，影响防弹头盔外观及内在质量，还直接影响使用成型包边条粘合强度。

防弹头盔的钻孔传统上均使用手枪钻或台钻钻孔，钻成的安装孔不能保证与该点头盔表面垂直，钻头容易打滑、跑偏，钻孔位置精度误差过大，影响头盔悬挂安装。由于是手工操作，生产效率很低，劳动强度较大。

传统的头盔包边方法是手工操作使用“U”型橡胶密封条，将“U”型密封条内侧打毛并涂满胶水，晾干后与同样涂过胶水并晾干的头盔下边沿粘结在一起，并需要用夹子夹在一起固定至少4小时以上才能粘接在一起。上述传统的密封方法，由于手工涂胶不均匀，粘接面易形成气泡、缺胶等缺陷，从而导致整体粘接强度不一致，存在微小缝隙在使用过程中易脱胶、开裂，影响防弹头盔质量。

防弹头盔的喷漆多采用人工操作，首先单盔喷涂表面喷漆量不易控制，每顶头盔外观效果及重量的一致性没办法控制，尤其是需要返工时，更是加剧了涂料的耗量，增加了头盔的重量。其次，人工喷漆对操作者的健康有一定不利影响，对环境有不同程度污染，再者生产效率不高，喷涂后烘干环节也同样存在人工操作，生产效率不高，烘干时间长，头盔喷涂表面亮度不一致等缺陷。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种防弹头盔自动化制作方法，该方法劳动强度小，生产效率较高，能有效保证成品合格率。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种防弹头盔自动化制作方法，其特征在于包括以下步骤：1)自动铺布并断长：自动拉布、计长并断布，原材料计长精准，原材料码层对边一致；2)裁片排版并自动裁剪；3)将排版、裁剪好的裁片进行头盔铺片，形成盔坯，制作过程中的参数暂时存储到数据库中；4)将盔坯进行预压，预压制过程中的参数暂时存储到数据库中；5)将预压完成后的盔坯进行余料去除，制作参数暂时存储到数据库中；6)将去除余料的盔坯压制成型，压制参数暂时存储到数据库中；7)将成型的头盔进行钻孔，并自动将每顶头盔的参数暂时存储到数据库中；8)采用包边模具对头盔进行模压包边；9)将包边后的头盔进行喷漆烘干，并采集每顶头盔的喷漆量、烘干温度和烘干时间暂时存储到数据库中；10)喷漆烘干后对头盔进行喷码，将采集到的每顶头盔的头盔型号、编码参数暂时存储到数据库中；11)将悬挂系统安装在头盔上，并安装夜视仪基座及头盔导轨，完成头盔制作；每顶头盔制作过程中采集到的各项参数由数据库转存至每顶头盔配备的身份芯片中，然后将身份芯片粘贴在每顶头盔左耳内侧预先指定位置；12)采用自动包装机将头盔包装箱进行打印标识，黏贴胶带，打箱，完成包装。

进一步，所述步骤1)中，铺布断长工序如下：1.1)设置铺布参数和断布参数，开始上布；其中，铺布参数包括层数和米数；1.2)开始铺布，每铺完一层布，则采用自动电剪刀按照预先设置的断布参数将该层布料进行自动断布；1.3)判断是否还有布料，若还有布料，则判断布料层数是否小于设定层数，小于则返回步骤1.2)继续进行铺布断布操作，反之，则完成铺布工序；若没有布料，则返回步骤1.1)继续上布。

进一步，所述步骤2)中，裁片排版并自动裁剪工序如下：2.1)将头盔裁片通过读图板生成电子裁片，然后采用Gerber CAD系统对裁片纱向调整，并将裁片调入Gerber排版功能模块，设置材料的名称、幅宽、电子裁片号型和数量信息，生成排版文件；并根据生产需要，调整材料幅宽设置，裁片的数量；确定裁片最优位置后，生成防弹头盔裁剪文件；2.2)在铺好的原材料上面铺覆一层不透风薄膜，进行裁剪吸风、压平；2.3)进行自动裁剪，同时实时显示并监测裁剪路径、裁片裁剪顺序、已裁剪的裁片和未裁剪裁片信息。

进一步，所述步骤3)中，头盔铺片工序如下：3.1)采用真空吸盘吸取大片裁片，判断吸取的大片裁片是否为一片，是则进入步骤3.3)，反之，则重新吸取，并再次判断吸取是否为一片；3.2)将吸取的大片裁片标记为六等分圆形，并按照逆时针方向将六个圆形分别命名为1、2、3、4、5、6；3.3)将头盔模具旋转60/n，将吸取的大片裁片向头盔模具所在方向移动，将大片裁片移动到凸模上方，到位后将大片裁片放置在凸模上，并压住大片裁片，采用热风软化大片裁片，软化时间到达预先设定工作时间后，将1、3、5裁片进行拉片、压片和定型处理，然后再对2、4、6裁片进行拉片、压片和定型处理，使其与凸模服帖；其中，头盔模具为凸模；n为大片裁片片数；3.4)需要铺小片裁片时，先将头盔模具旋回至铺第一片时模具的起点位置，然后吸取小片裁片，将吸取的小片裁片向凸模所在方向移动，到位后将小片裁片放置在凸模上，并压住小片裁片，采用热风机软化，并进行压片和定型处理，使其与凸模服帖，随后将头盔模具旋回至铺小片料片之前的角度位置；3.5)每铺完一片大片裁片后，将产生变化后的n值进行判断，若n小于预先设定片数则返回步骤3.2)，若n等于预先设定片数则盔坯成型。

进一步，所述步骤4)中，预压过程如下：4.1)设置预压压力、温度和压力保持时间；4.2)判断预压压力和温度是否为预先设定值，是则保持压力并进入步骤4.3)；温度到达设定值则停止加热，反之则开启加热；4.3)判断压力的保持时间是否达到预先设定的压力时间，是则模具打开，停止预压，开模；否则继续等待保持压力压制。

进一步，所述步骤5)中，余料去除工序如下：5.1)清理现有切边模具内部异物，并检查切边模具刀口是都有损伤；5.2)将盔坯放置在切边模具上，并拍实，将切边模具合模，合模过程中将盔坯上的余料切除；5.3)打开切边模具，取出切除余料后的预成型头盔，并采用电子称称重记录数据；5.4)完成余料去除。

进一步，所述步骤5.3)中，若取出预成型头盔上的余料没有处理干净，则采用芳纶剪刀清剪头盔边缘毛刺飞边。

进一步，所述步骤6)中，压制成型工序如下：6.1)预先设定成型压力、压力保持时间、成型温度并设定排气次数及时间；6.2)进行成型压制，在压制初期上下模具不断进行合模、开模动作，将头盔内模具内夹杂的气体排除；6.3)判断成型压力值和温度是否到达预先设定值，压力到达则保持压力并进入下一步；温度到达则停止加热，反之开启加热；6.4)判断压力的保持时间是否达到预先设定值，到达则判断排气次数及时间是否到达预先设定值，到达则进入下一步；6.5)再次判断压力的保持时间是否达到预先设定值，到达则进行开模、上模模回程，并判断是否达到停止时间，到达则停止压制，使盔坯成型。

进一步，所述步骤9)中，采用机器人自动喷漆，并采用隧道炉烘干。

进一步，所述步骤10)中，喷码时采用翻转一次完成每顶头盔喷码工作。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明在原材料断长铺布工序，采用自动拉布、计长、断布，原材料计长精准，原材料码层对边一致。2、本发明在原材料裁剪料片工序，采用电脑排版将头盔裁片通过读图板生成电子裁片，然后选用Gerber CAD系统,对裁片纱向进行调整。将裁片调入Gerber排版功能模块，设置材料的名称、幅宽、电子裁片号型、数量等信息，生成排版文件。在排版过程中，将排版尺寸精确到毫米，不断调整各裁片的位置，最大限度节省材料，提高材料的利用率，降低成本。并根据生产需要，灵活调整材料幅宽设置，裁片的数量。提高材料利用率及裁剪效率。3、本发明劳动强度小，生产效率较高，能保证成品合格率。

附图说明

图1为本发明的整体流程示意图；

图2为本发明的铺布裁片工序流程示意图；

图3为本发明的头盔铺片工序流程示意图；

图4为本发明的盔坯预压工序流程示意图；

图5为本发明的余料去除工序流程示意图；

图6为本发明的压制成型工序流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图1所示，本发明提供一种防弹头盔自动化制作方法，该方法自动采集每一道工序的相关参数并储存到每一项头盔的身份芯片中，做到全制作过程所有有关参数可溯追查，从而从根本上保证每一顶防弹头盔制作质量。本发明包括以下步骤：

1)自动铺布并断长：自动拉布、计长并断布，原材料计长精准，原材料码层对边一致，工作过程自动进行；

其中，如图2所示，铺布断长工序如下：

1.1)设置铺布参数和断布参数，开始上布；其中，铺布参数包括层数和米数；

1.2)开始铺布，每铺完一层布，则采用自动电剪刀按照预先设置的断布参数将该层布料进行自动断布；

1.3)判断是否还有布料，若还有布料，则判断布料层数是否小于设定层数，小于则返回步骤1.2)继续进行铺布断布操作，反之，则完成铺布工序；若没有布料，则返回步骤1.1)继续上布。

2)裁片排版并自动裁剪：

2.1)将头盔裁片通过读图板生成电子裁片，然后采用Gerber CAD系统对裁片纱向调整，并将裁片调入Gerber排版功能模块，设置材料的名称、幅宽、电子裁片号型和数量等信息，生成排版文件。在排版过程中，将排版尺寸精确到毫米，通过调整各裁片的位置，最大限度节省材料，提高材料的利用率，降低成本。并根据生产需要，灵活调整材料幅宽设置，裁片的数量。提高材料利用率及裁剪效率。确定裁片最优位置后，生成防弹头盔裁剪文件。

2.2)在铺好的原材料上面铺覆一层不透风薄膜，进行裁剪吸风、压平。

2.3)进行自动裁剪，同时可以实时显示并监测裁剪路径、裁片裁剪顺序、已裁剪的裁片、未裁剪裁片等信息。

3)将裁剪好的裁片进行头盔铺片，形成盔坯：

如图3所示，头盔铺片工序如下：

3.1)采用真空吸盘吸取大片裁片，判断吸取的大片裁片是否为一片，是则进入步骤3.3)，反之，则重新吸取，并再次判断吸取是否为一片；

其中，判断是否为一片，采用称重机进行判断；

3.2)将吸取的大片裁片标记为六等分圆形，并按照逆时针方向将六个圆形分别命名为1、2、3、4、5、6；

3.3)将头盔模具旋转60/n度(n为大片裁片片数)，将吸取的大片裁片向头盔模具(头盔模具为凸模)所在方向移动，将大片裁片移动到凸模上方，到位后将大片裁片放置在凸模上，并压住大片裁片，采用热风软化大片裁片，软化时间到达预先设定工作时间后，将1、3、5裁片进行拉片、压片和定型处理，然后再对2、4、6裁片进行拉片、压片和定型处理，使其与凸模服贴；

3.4)需要铺小片裁片时，先将头盔模具旋回至0位(铺第一片时模具的起点位置)，然后吸取小片裁片，将吸取的小片裁片向凸模所在方向移动，到位后将小片裁片放置在凸模上，并压住小片裁片，采用热风机软化，并进行压片和定型处理，使其与凸模服帖，随后将头盔模具旋回至铺小片裁片之前的角度位置；

3.5)每铺完一片大片裁片后，将产生变化后的n值进行判断，若n小于预先设定片数则返回步骤3.2)，若n等于预先设定片数则盔坯成型。

其中，吹热风温度、时间、压片粘合时间、每顶头盔制作时长及完成时间等质量参数，每顶头盔的参数暂时存储到数据库中。

4)将盔坯进行预压：如图4所示，具体预压过程如下：

4.1)设置预压压力、温度和压力保持时间；

4.2)判断预压压力和温度是否为预先设定值，是则保持压力并进入步骤4.3)；温度到达设定值则停止加热，反之则开启加热；

4.3)判断压力的保持时间是否达到预先设定的压力时间，是则模具打开，停止预压，上模具上升(即开模)；否则继续等待保持压力压制。

其中，压制过程中的压制时间，压制压力等主要参数自动采集并暂时存储到数据库中。

5)将预压完成后的盔坯进行余料去除：

如图5所示，余料去除工序如下：

5.1)清理现有切边模具内部料屑等异物，并检查切边模具刀口是否有损伤；

5.2)将盔坯放置在切边模具上，并拍实，将切边上模具下降(即合模)，合模过程中将盔坯上的余料切除；

5.3)然后上模具上升(即开模)，取出切除余料后的预成型头盔，并采用电子称称重记录数据；

若取出预成型头盔上的余料没有处理干净，则采用芳纶剪刀清剪头盔边缘毛刺飞边，然后再进行称重处理；

5.4)完成余料去除。

其中，去除余料后每顶头盔的参数暂时存储到数据库中。

6)将去除余料的盔坯压制成型：

如图6所示，压制成型工序如下：

6.1)预先设定成型压力、压力保持时间、成型温度并设定排气次数及时间；

6.2)进行成型压制，在压制初期上下模具不断进行合模、开模动作，可将头盔模具内夹杂的气体排除(即为排气)；

6.3)判断成型压力值和温度是否到达预先设定值，压力到达则保持压力并进入下一步；温度到达则停止加热，反之开启加热；

6.4)判断压力的保持时间是否达到预先设定值，到达则判断排气次数及时间是否到达预先设定值，到达则进入下一步；

6.5)再次判断压力的保持时间是否达到预先设定值，到达则进行开模、上模回程，并判断是否达到停止时间，到达则停止压制，使盔坯成型。

其中，每顶头盔的排气次数、压制温度、压制时间、压制压力等相关参数暂时存储到数据库中。

7)将成型的头盔进行钻孔，头盔钻孔精度可控，并自动将每顶头盔的参数暂时存储到数据库中。

8)采用包边模具对头盔进行模压包边。

9)将包边后的头盔进行喷漆烘干：采用机器人自动喷漆，并使用隧道炉烘干；

采用机器人自动喷漆可精准掌握每顶头盔用漆量，通过调整隧道炉烘干温度及送风流量，确保每顶头盔的烘干程度；并采集每顶头盔的喷漆量、烘干温度和烘干时间等相关参数暂时存储到数据库中。

10)喷漆烘干后对头盔进行喷码：喷码时采用翻转一次完成每顶头盔喷码工作，并将采集到的每顶头盔的头盔型号、编码等相关参数暂时存储到数据库中。

11)将悬挂系统安装在头盔上，并安装夜视仪基座及头盔导轨，完成头盔制作。同时每顶头盔制作过程中采集到的各项参数由数据库转存至每顶头盔配备的身份芯片中，然后将身份芯片粘贴在每顶头盔左耳内侧预先指定位置。

12)采用自动包装机将头盔包装箱进行打印标识，粘贴胶带等，完成包装。

上述各实施例仅用于说明本发明，各个步骤都是可以有所变化的，在本发明技术方案的基础上，凡根据本发明原理对个别步骤进行的改进和等同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (8)

1.一种防弹头盔自动化制作方法，其特征在于包括以下步骤：

1)自动铺布并断长：自动拉布、计长并断布；

其中，铺布断长工序如下：

1.1)设置铺布参数和断布参数，开始上布；其中，铺布参数包括层数和米数；

1.2)开始铺布，每铺完一层布，则采用自动电剪刀将该层布料进行自动断布；

1.3)判断是否还有布料，若还有布料，则判断布料层数是否小于设定层数，小于则返回步骤1.2)继续进行铺布断布操作，反之，则完成铺布工序；若没有布料，则返回步骤1.1)继续上布；

2)裁片排版并自动裁剪；

其中，裁片排版并自动裁剪工序如下：

2.1)将头盔裁片通过读图板生成电子裁片，然后采用Gerber CAD系统对裁片纱向调整，并将裁片调入Gerber排版功能模块，设置材料的名称、幅宽、电子裁片号型和数量信息，生成排版文件；并根据生产需要，调整材料幅宽设置，裁片的数量；确定裁片位置后，生成防弹头盔裁剪文件；

2.2)在铺好的待裁剪的原材料上面铺覆一层不透风薄膜，进行裁剪吸风、压平；

2.3)根据步骤2.1)生成的防弹头盔裁剪文件对待裁剪的原材料进行自动裁剪；

3)将排版、裁剪好的裁片进行头盔铺片，形成盔坯；

4)将盔坯进行预压；

5)将预压完成后的盔坯进行余料去除；

6)将去除余料的盔坯压制成型；

7)将成型的头盔进行钻孔；

8)采用包边模具对头盔进行模压包边；

9)将包边后的头盔进行喷漆烘干，并采集每顶头盔的喷漆量、烘干温度和烘干时间暂时存储到数据库中；

10)喷漆烘干后对头盔进行喷码，将采集到的每顶头盔的头盔型号、编码参数暂时存储到数据库中；

11)将悬挂系统安装在头盔上，并安装夜视仪基座及头盔导轨，完成头盔制作；每顶头盔制作过程中采集到的各项参数由数据库转存至每顶头盔配备的身份芯片中，然后将身份芯片粘贴在每顶头盔左耳内侧预先指定位置；

12)采用自动包装机将头盔包装箱进行打印标识，黏贴胶带，打箱，完成包装。

2.如权利要求1所述的一种防弹头盔自动化制作方法，其特征在于：所述步骤3)中，头盔铺片工序如下：

3.1)采用真空吸盘吸取大片裁片，判断吸取的大片裁片是否为一片，是则进入步骤3.3)，反之，则重新吸取，并再次判断吸取是否为一片；

3.2)将吸取的大片裁片标记为六等分圆形，并按照逆时针方向将六个圆形分别命名为1、2、3、4、5、6；

3.3)将头盔模具旋转60/n度，将吸取的大片裁片向头盔模具所在方向移动，将大片裁片移动到凸模上方，到位后将大片裁片放置在凸模上，并压住大片裁片，采用热风软化大片裁片，软化时间到达预先设定工作时间后，将1、3、5裁片进行拉片、压片和定型处理，然后再对2、4、6裁片进行拉片、压片和定型处理，使其与凸模服帖；其中，头盔模具为凸模；n为大片裁片片数；

3.4)需要铺小片裁片时，先将头盔模具旋回至铺第一片时模具的起点位置，然后吸取小片裁片，将吸取的小片裁片向凸模所在方向移动，到位后将小片裁片放置在凸模上，并压住小片裁片，采用热风机软化，并进行压片和定型处理，使其与凸模服帖，随后将头盔模具旋回至铺小片裁片之前的角度位置；

3.5)每铺完一片大片裁片后，将产生变化后的n值进行判断，若n小于预先设定片数则返回步骤3.2)，若n等于预先设定片数则盔坯成型。

3.如权利要求1所述的一种防弹头盔自动化制作方法，其特征在于：所述步骤4)中，预压过程如下：

4.1)设置预压压力、温度和压力保持时间；

4.2)判断预压压力和温度是否为预先设定值，是则保持压力并进入步骤4.3)；温度到达设定值则停止加热，反之则开启加热；

4.3)判断压力的保持时间是否达到预先设定的压力时间，是则模具打开，停止预压，开模；否则继续等待保持压力压制。

4.如权利要求1所述的一种防弹头盔自动化制作方法，其特征在于：所述步骤5)中，余料去除工序如下：

5.1)清理现有切边模具内部异物，并检查切边模具刀口是否有损伤；

5.2)将盔坯放置在切边模具上，并拍实，将切边模具合模，合模过程中将盔坯上的余料切除；

5.3)打开切边模具，取出切除余料后的预成型头盔，并采用电子称称重记录数据；

5.4)完成余料去除。

5.如权利要求4所述的一种防弹头盔自动化制作方法，其特征在于：所述步骤5.3)中，若取出预成型头盔上的余料没有处理干净，则采用芳纶剪刀清剪头盔边缘毛刺飞边。

6.如权利要求1所述的一种防弹头盔自动化制作方法，其特征在于：所述步骤6)中，压制成型工序如下：

6.1)预先设定成型压力、压力保持时间、成型温度并设定排气次数及时间；

6.2)进行成型压制，在压制初期上下模具不断进行合模、开模动作，将头盔内模具内夹杂的气体排除；

6.3)判断成型压力值和温度是否到达预先设定值，压力到达则保持压力并进入下一步；温度到达则停止加热，反之开启加热；

6.4)判断压力的保持时间是否达到预先设定值，到达则判断排气次数及时间是否到达预先设定值，到达则进入下一步；

6.5)再次判断压力的保持时间是否达到预先设定值，到达则进行开模、上模回程，并判断是否达到停止时间，到达则停止压制，使盔坯成型。

7.如权利要求1所述的一种防弹头盔自动化制作方法，其特征在于：所述步骤9)中，采用机器人自动喷漆，并采用隧道炉烘干。

8.如权利要求1所述的一种防弹头盔自动化制作方法，其特征在于：所述步骤10)中，喷码时采用翻转一次完成每顶头盔喷码工作。

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