最新一代影像测量系统通过亚像素边缘提取与多传感器融合算法,将航天器舱段对接面平面度误差控制在0.8 μm以内,较传统接触式三坐标效率提升3.2倍,为后续深空探测任务奠定计量基础。
系统核心在于“光学+激光+共聚焦”三位一体设计:高分辨率CMOS以每秒500帧实时捕捉边缘灰度变化,纳米级直线电机平台重复定位精度±0.1 μm,配合自研温度补偿模型,可在18 ℃±0.05 ℃恒温车间外推至20 ℃±2 ℃现场环境,保证热变形误差≤0.3 μm。
针对航天碳纤维蜂窝夹层结构,系统引入激光共聚焦断层扫描,0.05 mm厚度层间分辨率可识别直径5 μm的树脂微裂纹;AI缺陷分类网络将孔隙、脱粘、富胶三类典型缺陷识别准确率提升至98.7%,单件扫描时间由45分钟缩短至6分钟,满足年产百颗卫星的节拍需求。
在火箭发动机喷管自由曲面测量中,五轴联动平台配合蓝光条纹投影,单次采集800万点云,非球面度评价误差≤1 μm;通过NURBS曲面最佳拟合算法,将型面加工余量压缩至0.02 mm,钛合金原材料利用率提高11.4%,单台发动机可减重1.8 kg,直接提升运载能力30 kg。
目前该系统已覆盖航天器制造全链条,从贮箱瓜瓣成形到太阳翼铰链装配,累计完成2.6万次在线测量,数据实时上传MES系统,实现质量追溯零断点;随着商业航天发射频次逐年递增,微米级影像测量技术正成为保障高密度发射任务的关键公共平台。

