[发明专利]基于增强现实的舱段不可测装配质量检测方法

说明书

本发明涉及本发明公开了基于增强现实的舱段不可测装配质量检测方法，涉及智能装配制造领域。该方法基于舱段实测模型，取得装配部件的几何特征数据，根据装配过程中的装配工艺参数，使用有限元方法计算得到装配体内部不可测质量数据作为样本集；使用生成‑对抗神经网络对样本数据进行扩张，用扩张后的样本集训练装配质量仿真计算模型，对舱段不可测装配质量进行快速计算；将舱段装配质量计算结果通过3D变形图、应变云图、变形数值显示窗等方式叠加在增强现实环境中，实现舱段不可测装配质量的可视化，帮助控制舱段装配质量。

技术领域

本发明属于发动机数字孪生对接装配领域，具体的说是一种基于增强现实的发动机舱段不可测装配质量仿真检测方法。

背景技术

固体火箭发动机等受力大、精度要求高的航天产品设计为内嵌式过定位装配接口，其通过多台阶过定位配合提高精度及受力特性。但由于内嵌式过定位接口的装配过程无法观测，装配结果无法测量，给发动机装配质量的控制带来了很大的困难。

为了提高舱段的装配质量，通过物理空间实测零部件真实形状，根据装配过程中的装配工艺参数，使用有限元方法计算得到装配体内部不可测质量数据作为样本集，构建装配质量仿真计算模型，对舱段装配质量进行快速计算，并通过增强现实手段实现可视化辅助装配质量检测。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种基于增强现实的舱段不可测装配质量仿真检测方法。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：基于增强现实的舱段不可测装配质量检测方法，包括以下步骤：

步骤S1：基于实测舱段获得舱段几何特征数据，根据装配工艺参数通过有限元方法计算得到舱段装配内部质量数据；

步骤S2：将S1中得到的几何特征数据、装配工艺参数及舱段装配内部质量数据作为样本集，使用生成-对抗网络扩张样本数；

步骤S3：基于实测舱段获得的几何特征数据，结合装配过程中的装配工艺参数，使用基于机器学习的装配质量仿真神经网络模型得到舱段的装配内部质量数据，以获取实时的舱段装配内部不可见状态。

所述步骤S1中包括以下步骤:

步骤S1.1：使用实验舱段模拟发动机舱段装配过程，在舱段对接表面安置应变片进行受力检测；

步骤S1.2：采集舱段的几何特征数据、装配工艺参数、应力应变、密封圈剪切力、密封圈挤压量，通过X探伤检测装置检测舱段在装配过程中的装配间隙、装配干涉；所述装配间隙、装配干涉、应力应变、密封圈剪切力、密封圈挤压量构成内部质量状态数据；

步骤S1.3：使用有限元方法获得舱段在数字空间中虚拟舱段的内部质量状态，根据S1.2得到的实测舱段内部质量状态修正舱段的有限元分析计算模型；

步骤S1.4：通过重复步骤S1.1-S1.3采集多组实验舱段的几何特征及装配工艺参数、并通过有限元分析方法计算得到舱段有限元分析模型的内部质量状态数据，将舱段的几何特征及装配工艺参数、内部质量状态数据作为初始的样本数据集。

所述步骤S1.3包括以下步骤：

步骤S1.3.1：将虚拟舱段导入有限元分析软件，添加材料属性及连接条件，添加夹具条件、载荷约束；

步骤S1.3.2：进行网格划分；

步骤S1.3.3：通过分析取得虚拟舱段的内部质量状态数据；

步骤S1.3.4：根据S1.1-S1.2得到的内部质量状态校正有限元方法计算得到的虚拟舱段的内部质量状态数据，修正有限元分析计算模型。

所述步骤S2包括以下步骤: