上海光学影像设备助力航天微米级精度制造

2025.10.20

近日,一套由上海团队研发的高精度光学影像测量系统正式交付航天总装中心,标志着我国航天器关键零部件的制造精度首次稳定突破±0.8 μm,为新一代卫星与深空探测器提供了可靠工艺保障。该系统通过非接触式多元传感融合技术,将光学影像、激光共焦与白光干涉三种测量模式集成于同一平台,可在30秒内完成复杂曲面全尺寸扫描,较传统接触式三次元测量仪效率提升4.6倍。

技术核心在于其亚微米级解析力的光学镜头组与AI驱动的边缘识别算法。镜头组采用低热膨胀系数玻璃,配合主动温控模块,确保在18–22 ℃车间环境下长期漂移小于0.1 μm;算法则通过深度学习对航天铝合金表面的微纹理进行实时补偿,消除反光造成的误差,使涡轮叶片前缘圆弧半径的重复测量精度达到0.3 μm以内。

在实际应用中,该系统已用于某型姿控发动机喷注器盘上千个φ0.5 mm微孔的批量检测。设备通过旋转扫描台与五轴联动平台协同,实现孔径、孔距、锥角的三维同步测量,单件检测时间由45分钟缩短至6分钟,一次合格率从92%提升至99.7%,显著降低了因尺寸偏差导致的燃料混合不均风险。

面向未来,研发团队计划引入太赫兹波段传感器,进一步扩展对复合材料内部缺陷的检测能力,并将测量数据实时接入数字孪生平台,为航天器全生命周期质量追溯提供微米级数据闭环。此次精度跃升不仅巩固了上海在高端光学影像设备领域的领先地位,也为我国深空探测任务奠定了坚实的制造基础。

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