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运载火箭贮箱焊缝智能检测技术

单位名称 上海航天精密机械研究所 大赛年份 2021年
大赛届次 第16届 奖项 铜奖
发明人姓名 周鹏飞 戴铮 危荃 王飞 刘骁佳 金翠娥 涂俊 王文强 高显亮 郑雪鹏
技术领域 其他,航天
应用行业 航天
项目类别 专利
专利类型 发明
专利情况 申请号 申请日期
专利号 授权日期
计算机软件著作权证书登记号
项目简介 1. 发明目的、基本思路、与现有技术对比有什么改进与创新
本项目以航天高密度发射形势下运载火箭高效数字化、智能化制造需求为背景,针对运载火箭贮箱焊缝人工射线照相检测及评定效率低、经验依赖性强、质量管控难等瓶颈问题,开展贮箱焊缝射线数字成像检测与缺陷智能筛选技术研究,突破多干扰因素条件下运载火箭贮箱焊缝射线数字成像图像质量优化、复杂约束条件下运载火箭贮箱焊缝射线数字成像技术及装备、焊缝细小缺陷射线数字成像检测缺陷图像智能筛选等关键技术,创新性地提出从工艺设计、过程实施、图像评定全链路的检测技术解决方案,在国内首次实现了射线数字成像检测技术在运载火箭贮箱从箱底零件到整箱焊缝的检测应用,填补了我国航天运载火箭大型贮箱结构件焊缝射线数字智能检测装备与技术的空白,实现了我国运载火箭贮箱焊缝检测从手工胶片射线照相向数字化、智能化射线成像检测的飞跃,加速推动了贮箱焊缝射线检测由结果管控向过程管控前移、缺陷评定由经验驱动向知识驱动转型,为我国航天高强密发射形势下运载火箭贮箱快速、批量化研制提供保障,为加速推动航天“智”造转型升级提供了有力支撑。
2. 已取得的社会及经济效益,如:产值、利润、节约能源及改善环境等方面
针对贮箱箱底焊缝射线数字成像检测在高散射、高噪声、密闭空间、变曲率结构焊缝等条件下,检测工艺难设计,图像质量一致性差等问题,采用基于射线源、探测器等成像系统关键特性射线数字成像仿真技术进行运载火箭贮箱焊缝检测工艺设计,有效解决了检测工艺及贮箱装备定制化设计难题,支撑高品质检测图像质量获取;面向运载火箭贮箱大尺寸、大长径比、半封闭、弱刚性、多状态等复杂约束条件下焊缝高可靠性、高效率检测需求,提出基于双机械手协同控制射线数字成像检测方法解决箱底零件状态焊缝变曲率检测难题;提出基于细长悬臂梁导轨和大伸缩比展开机构相结合的方式解决整箱小口径、半封闭、大长径比状态下的环缝检测难题;提出基于射线实时成像的曲面焊缝缺陷精确标记技术,解决了焊缝缺陷返修质量控制难题;针对传统图像识别算法对焊缝射线数字成像检测图像细小缺陷识别能力差的问题,提出一种ULC-AHE对比度增强的焊缝图像预处理方法对原始图像进行预处理,使缺陷特征更易于识别,在此基础上提出一种SC-VGG网络模型提取焊缝数据的特征。
项目进展阶段 小批量试用
备注