新一代影像三次元测量系统通过亚像素边缘提取与多光谱共焦传感融合,将航天发动机叶片型面测量不确定度降至0.8 μm,较传统三坐标效率提升3.2倍,单台设备年均可完成2.1万件涡轮转子全尺寸检测,为重型运载火箭发动机批量交付提供数据支撑。
系统采用4200万像素全局快门CMOS与蓝光结构光栅,在0.1 s内完成360°无死角扫描,配合AI去噪算法,可识别0.05 mm的冷却孔边缘毛刺;五轴联动光路设计让深腔、腹板区反射信号强度提升47%,解决复杂曲面反光难题,实现叶片前缘R0.2 mm轮廓误差≤±1 μm。
微米级精度跃升直接推动发动机推重比提升1.8%。实测数据显示,高压涡轮叶根槽轮廓精度由±5 μm收敛至±1.5 μm后,叶片振动应力下降12%,整机试车寿命延长22%,单台发动机节省钛合金毛坯3.4 kg,按年产百台计算,年节约材料成本逾千万元。
该技术已嵌入发动机产线MES系统,测量数据实时回传云端,SPC图表在30 s内生成,超差特征自动触发五轴激光补焊单元,形成“测—算—补”闭环;数字孪生模型将热变形补偿量前置到加工刀路,使后续机加留量缩减30%,单级转子装配周期从7天压缩至48小时。
随着商业航天发射需求年均增长28%,影像三次元测量方案正向可移动式智能检测舱演进,预计2026年前完成发动机整机原位测量工程示范,把微米级精度管控从实验室推向发射塔架,持续巩固航天动力制造的全球竞争力。

