光学影像三次元测量技术实现航天舱段微米级精度检测

2025.12.25

  最新交付的航天器舱段检测线首次引入光学影像三次元测量系统,将关键尺寸误差控制在±1.5 μm以内,较传统接触式三坐标效率提升3.8倍,单件检测时间由90分钟缩短至12分钟,为高密度发射任务提供了可靠数据支撑。

  该系统采用0.1 μm分辨率的光学镜头与多频条纹投影相结合,可在不喷涂显影剂的情况下直接扫描铝合金、碳纤维复材及钛合金蜂窝夹层结构,一次性获取8000万个空间坐标点,通过AI去噪算法自动识别铆钉孔、焊缝和密封槽等微小特征,实现全曲面微米级比对。

  针对航天舱段超大尺寸(最大φ4.2 m×8 m),设备采用模块化龙门结构,测量行程可扩展至12 m×4 m×3 m,内置激光跟踪仪实时补偿温度梯度引起的结构变形;配合碳纤维网格标定板,系统每24小时自校准一次,确保长期稳定性≤0.3 μm,满足火箭重复对接面的同轴度要求。

  检测数据直接对接MES系统,自动生成符合QJ 3146A-2018标准的检测报告,不合格项实时反馈至加工中心,实现闭环修正;自上线以来,舱段一次交验合格率由92.4%提升至99.7%,单批次节省材料与返工成本约326万元,为后续载人登月及空间站扩建任务奠定了精度基础。

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