光学测量赋能航天叶片:0.3μm级三维公差实时补偿

2025.12.24

  新一代光学测量系统通过多频条纹投影与AI边缘计算融合,在火箭涡轮叶片生产线上实现全曲面0.3μm重复精度检测,单件扫描时间缩短至8秒,较传统三坐标效率提升6倍,为航天发动机批量交付提供实时数据闭环。

  系统核心在于“蓝光动态聚焦+自适应曝光”双模块:蓝光波长405nm有效抑制车间杂散光,动态聚焦镜组可在200mm景深内保持光斑直径≤6μm;配合每秒1200帧的高速CMOS,即使叶片高速旋转也能捕捉完整点云,边缘锐度提升42%,确保复杂冷却通道的轮廓误差被即时识别。

  AI补偿引擎是另一亮点。通过对叶片温度场、夹具应力及刀具磨损的实时采集,算法在3秒内生成三维公差热力图,并自动下发补偿参数至五轴机床,实现“测-算-补”一体化。试产数据显示,叶片径向跳动可稳定在5μm以内,一次性合格率从91%升至99.2%,每年减少航天钛合金废料1.8吨。

  产线集成方面,系统采用模块化轨道设计,测量单元可在30分钟内完成工序切换;配合MES接口,所有点云数据以STL格式加密上传,实现设计-制造-检测全生命周期追溯。目前该方案已覆盖高压压气机、整体叶盘等关键件,单条产线年产能提升400件,助力下一代重型运载火箭提前进入密集试飞阶段。

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