影像测量系统实现航天器微米级精度突破

2026.02.26

  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,将航天器太阳翼铰链、推进器喷孔等关键部位的测量不确定度压缩至0.8 μm,较传统接触式三坐标缩短75%的检测节拍,为深空探测器在±110 ℃极端温变下的尺寸稳定性验证提供数据支撑。

  系统采用0.01 μm光栅尺全闭环反馈与低热漂移花岗岩平台,在20 ℃±0.05 ℃的恒温舱内实现24小时零点漂移≤0.3 μm;搭配五轴无应力夹具,可一次性完成0.1 mm×0.1 mm微孔到2 m×2 m帆板的跨尺度扫描,避免多次装夹引入的5 μm级重复误差。

  针对航天级钛合金、碳纤维复材等反射率差异大的表面,系统内置四通道LED同轴光、环形光与斜射光自动切换,结合AI曝光补偿,使高反光喷管内壁与吸光复材面板在同一次扫描中获得≥90%的有效点云,解决传统光学测头因反射率突变导致的20 μm级跳点缺陷。

  检测数据通过DMIS 5.3协议实时上传MES,自动生成SPC趋势图,当太阳翼铰链孔距CpK低于1.67时触发预警,实现100%可追溯;实测某批卫星支架500个特征点,GR&R≤8%,满足NASA-STD-8739.0对关键结构件10%公差带以内的过程能力要求。

  随着商业星座进入批产阶段,该影像测量方案已扩展至太阳翼、天线、贮箱等核心部件的全流程检测,单件报告出具时间由4小时缩短至18分钟,助力航天制造企业在产能提升3倍的同时,将微米级精度控制为常态,为下一代可重复使用运载器奠定数据基础。

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