【技术实现步骤摘要】
火箭发动机内部不可测装配质量数字孪生建模与追溯方法
本专利技术属于火箭发动机数字孪生对接总装领域，具体的说是提供一种针对多级轴孔配合对接的火箭发动机内部不可测装配质量数字孪生建模与追溯方法。技术背景火箭发动机装配是缩短制造周期、保证产品质量的最关键环节，装配过程通过多级轴孔冗余定位配合提高受力特性及产品密封性能，装配质量保证的特点及难点在于内插式多台阶高精度不可见装配。由于其尺寸重量大、制造误差大、薄壁壳体易变形，导致绝热件、密封圈等内部不可见装配过程容易磕碰、剪切、挤压变形受损，质量状态不可知，存在较大的安全风险及隐患。装配变形示意图如图2a～图2c所示，给装配过程的质量监测提出了极高难点。主要在于：1)制造误差及重力变形导致多级台阶之间的基准关系发生无规律变化，仅依靠测量最外部基准进行对接时内部精密配合台阶会发生干涉，但内部干涉情况在物理空间不可见、不可测，质量状态无法精准控制；2)高技能工人依靠长期的经验与感觉缓慢谨慎调整才能完成装配对接，无法记录装配过程，导致产品后期如果出现质量问题，无法进行追溯。利用数...
【技术保护点】
1.火箭发动机内部不可测装配质量数字孪生建模与追溯方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1：构建基于实测数据的数字孪生模型，用于多级轴孔配合对接的火箭发动机内部不可测装配质量追溯提供模型；/n步骤2：利用视觉及力测量装置对火箭发动机装配位姿及装配力进行测量，通过数字空间与物理空间的虚实实时交互实现火箭发动机装配过程在数字空间中的映射；/n步骤3：采用深度神经网络构建含有火箭发动机装配位姿及装配力的不同工艺条件下火箭发动机内部不可见质量状态的替代计算模型；/n步骤4：通过替代计算模型实时计算火箭发动机内部不可见质量状态，通过数字空间与物理空间的虚实实时交互实现火箭发动机装配...
【技术特征摘要】
1.火箭发动机内部不可测装配质量数字孪生建模与追溯方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：构建基于实测数据的数字孪生模型，用于多级轴孔配合对接的火箭发动机内部不可测装配质量追溯提供模型；
步骤2：利用视觉及力测量装置对火箭发动机装配位姿及装配力进行测量，通过数字空间与物理空间的虚实实时交互实现火箭发动机装配过程在数字空间中的映射；
步骤3：采用深度神经网络构建含有火箭发动机装配位姿及装配力的不同工艺条件下火箭发动机内部不可见质量状态的替代计算模型；
步骤4：通过替代计算模型实时计算火箭发动机内部不可见质量状态，通过数字空间与物理空间的虚实实时交互实现火箭发动机装配过程虚实交互控制执行。
2.根据权利要求1所述的火箭发动机内部不可测装配质量数字孪生建模与追溯方法，其特征在于，所述步骤1包括以下步骤：
步骤1.1：在两对接装配件上设置用于表示舱段的空间位姿的外部测量基准；
步骤1.2：在装配调整设备上设置用于表示火箭发动机的空间位姿的设备基准点；
步骤1.3：采用三维扫描测量装置对火箭发动机内部舱段变形后的多台阶装配接口、外设测量基准进行测量，形成测量点云数据；
步骤1.4：将测量点云数据转换为仿真软件可识别的CAD模型；
步骤1.5：将CAD模型通过装配仿真软件，并根据实测外部测量基准与设备基准点，建立火箭发动机舱段模型作为数字孪生模型，以及其与火箭发动机舱段位置姿态调整设备之间的坐标关系，以保证数字的舱段模型与真实物理状态一致。
3.根据权利要求1所述的火箭发动机内部不可测装配质量数字孪生建模与追溯方法，其特征在于，所述步骤2包括以下步骤：
步骤2.1：将火箭发动机装配零件中心对正，进行实体装配；
步骤2.2：视觉测量装置实时对外部测量基准进行舱段位置姿态测量，并将实际视觉测量信息反馈至数字空间的装配仿真软件中，建立装配位姿仿真模型；
步骤2.3：装配仿真软件根据实际视觉测量信息同步调整数字空间中舱段的位置姿态，装配仿真软件同时进行对接调整偏差判定，得到装配零件在数字空间中的位置姿态和几何偏差；
步骤2.4：力/力矩传感...
【专利技术属性】
技术研发人员：于海斌，徐志刚，王军义，张浩，刘勇，贺云，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21
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