航天零缺陷背后:亚微米级光学测量仪如何炼成

2025.12.27

  在最新一次深空探测器总装现场,0.3 μm的平面度误差被实时捕捉并即时修正,使关键光学载荷的反射波前误差控制在λ/40以内,直接奠定“零缺陷”发射基础。这一能力来自新一代高精度光学测量仪,它通过多频共焦白光干涉、亚像素边缘提取与AI闭环补偿三大核心技术,将传统接触式检测效率提升8倍,同时将不确定度压缩至0.1 μm+0.3 L/1000 mm,满足航天级TPR≥99.97%的严苛指标。

  设备采用气浮隔振+伺服温控双稳态平台,可在20 ℃±0.01 ℃环境下保持24 h漂移≤0.05 μm;200 mm×200 mm×150 mm空间内,任意曲面点云采集密度达400 pts/mm²,配合自研点云配准算法,实现复杂薄壁镜筒全尺寸比对,单件检测时长由45 min缩短至5 min,节拍提升9倍,为批量星座卫星制造释放产能。

  在数据链路端,测量仪内置的GD&T引擎可自动解析航天客户提供的MBD模型,实时生成包含14项形位公差的数字报告,并通过IPC-2581格式直接上传至MES系统,实现测量—判定—补偿—追溯闭环;当关键尺寸CpK<1.67时,系统0.3 s内触发刀补信号,机床二次加工,将废品率由0.8‰降至0.02‰,单批次节省钛合金毛坯30 kg,折合成本约18万元。

  面向未来,设备预留的多光谱共焦模块可扩展至红外及激光波段,为深空探测中碳化硅镜坯、铝基碳化硅复合材料等新型航天光学结构提供在线亚表面缺陷识别,预计将把航天光学载荷的研制周期再压缩15%,持续托举中国航天“零缺陷”飞得更高更远。

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