新一代航天器对接环、姿控喷口等异形曲面需同时满足±2μm形位公差与Ra0.1μm表面粗糙度。传统接触式三坐标因探针半径补偿误差与划伤风险已逼近极限,三次元影像仪凭借亚像素边缘提取与多光谱共焦技术,将测量不确定度压缩至0.3+L/1000μm,为火箭末级、卫星推进舱提供微米级精度护航。
设备采用4000×3000像素高速CMOS搭配双远心镜头,在0.5s内完成全域扫描;内置AI轮廓识别算法可自动分离毛刺与真实边缘,将重复性精度提升70%。针对航天铝锂合金黑色阳极表面,系统切换至共焦模式,利用405nm蓝光穿透氧化层,直接获取基体几何数据,避免涂层厚度引入的2-3μm假象误差。
产线集成方面,仪器通过EtherCAT实时总线对接MES,测量结果与CAD比对后自动生成SPC报告;若尺寸漂移超过1μm,系统立即触发刀具补偿信号,实现加工-测量闭环。某型号卫星支架在引入该方案后,装配一次合格率由92%升至99.4%,单件检验时间从45分钟缩短到6分钟,年节省返工成本超三百万元。
面向后续深空探测器更大口径、更复杂拓扑的制造需求,研发团队正将X射线层析模块并入三次元影像仪,实现隐藏孔系与内部流道的同步微米级检测,预计2025年完成在轨校准试验,为载人登月与火星采样返回提供数据支撑。

