航天微米级精度跃升:高端光学测量仪突破极限

2025.12.25

  新一代高端光学测量仪以亚微米级重复精度和全闭环光栅技术,成功将航天器关键部件的形位公差控制在±0.8 μm以内,使我国某型姿控发动机喷嘴良品率从92%提升至99.3%,单台发动机测试周期缩短18小时,直接降低发射成本约2.4%。

  设备采用双频激光干涉仪与多光谱共聚焦传感器融合架构,可在同一坐标系内同步完成三维形貌、边缘锐度与膜厚测量;配合自研温度漂移补偿算法,在20 ℃±0.02 ℃的洁净间环境下,24小时零点漂移≤0.15 μm,满足航天级长期稳定性要求。

  针对航天钛合金、Invar、SiC/Al等难加工材料,系统内置材料数据库可自动调用折射率与热膨胀系数,实现非接触式快速对焦;0.1 nm纵向分辨率的白光干涉模块,可一次性检出喷嘴微孔内壁0.2 μm的环状划痕,避免传统接触探针造成的二次损伤。

  产线集成方案通过EtherCAT总线将测量工位与五轴加工中心实时联动,测量数据以点云形式直接反馈至CNC控制器,实现“加工—测量—补偿”闭环;实测显示,喷嘴群孔位置度误差由3.2 μm降至0.9 μm,批次一致性提升70%,大幅缩减手工研配工序。

  随着商业航天发射频次年均增长26%,该高端光学测量仪已批量应用于火箭阀体、卫星支架及深空探测器光学载荷的制造环节,为后续重型运载火箭重复使用、低轨星座批产提供可溯源的微米级质量数据支撑。

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