光学影像三次元测量技术助力航天器舱段微米级精度检测

2025.12.27

  新一代光学影像三次元测量系统近日在航天器舱段总装现场完成验证,通过亚像素边缘提取与多光谱共焦技术,将铝合金蒙皮加强筋的轮廓度误差控制在±3μm以内,较传统接触式测量效率提升4.6倍,为后续高密度发射任务提供了可靠的数据支撑。

  系统采用4200万像素全局快门CMOS与蓝光LED结构光组合,可在3秒内完成800×600mm幅面的一次性扫描;内置的AI轮廓识别算法自动区分铆钉、胶缝与本体,将反射率差异达85%的阳极氧化表面测量重复性稳定在σ=1.2μm,无需喷涂显影剂即可直接测量,显著缩短准备工时。

  针对航天多品种小批量特点,设备提供“影像+激光+触发”三传感器同轴方案:影像模块负责0.1mm以上孔位快速定位,激光补测0.02mm级台阶深度,触发探针最终验证关键轴承孔圆柱度,实现同一坐标系下多尺寸闭环检测,单件舱段程序切换时间缩短至90秒。

  实测数据显示,系统对壁厚1.5mm的网格加筋板进行全尺寸扫描,仅需5分钟即可输出5472个厚度值,最小可分辨0.05mm裂纹;配合内置的SPC趋势图,工艺部门在首件阶段即可发现铣削让刀导致的0.08mm壁厚漂移,将批次报废率由1.3%降至0.2%,按年产能30舱段计算,可节约铝材成本约120万元。

  随着商业航天进入星座组网高峰期,光学影像三次元测量技术正从实验室走向脉动生产线,其非接触、高通量、微米级特性已成为保障舱段互换性与密封可靠性的关键手段,预计未来三年将在火箭贮箱、卫星支架等精密结构件检测环节实现100%全覆盖。

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