弹药弹体尺寸自动测量系统

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1、国防科技大学学报第27卷第6期JOURNALOFNATIONALUNIVERSITOFDEFENSETECHNOLOGVoI.27No.62005文章编号：1001-2486（2005）06-0126-04!弹药弹体尺寸自动测量系统解旭辉，罗志超（国防科技大学机电工程与自动化学院，湖南长沙410073）摘要：在对某系列特种弹药的弹体结构尺寸分析和归类的基础上，详细阐述了弹体几何尺寸的测量原理，并结合工厂的实际，采用激光位移传感器和计算机自动控制技术，实现了弹体的关键尺寸的数字化测量与评价。实际应用表明该系统可以有效地

2、提高弹体尺寸的测量精度并定量评价弹体的尺寸误差，内外径和同轴度的测量精度可达10!m以内，外长的测量精度可达100!m以内，能有效地指导加工的工艺流程和加工的尺寸精度控制。关键词：激光位移传感器；数字化测量；计算机控制；弹药弹体尺寸中图分类号：TP273文献标识码：AAutomaticMeasuringSystemforProjectileDimensionMeasurementXIEXu-hui，LUOZhi-chao（CoIIegeofMechatronicsEngineeringandAutomation，Na

3、tionaIUniv.ofDefenseTechnoIogy，Changsha410073，China）Abstract：ThemeasurementprincipIesarediscussedindetaiIforprojectiIedimensionmeasurement，basedontheanaIysisandcIassificationofthestructuraIdimensionsofspeciaIprojectiIes.Accordingtothepracticeinthefactory，ameasu

4、ringeguipmentissetuptomeasurethosedimensions.TwohighprecisionIaserdispIacementsensorsandmotioncontroIIerareintroducedtoconstructthisautomaticdigitaImeasurementsystemfordigitaIinspectionandevaIuationofthekeydimensions.ActuaIappIicationshowsthatthissystemcaneffec

5、tiveIyimprovetheprojectiIedimensionmeasurementprecisionandgivetheerrordistribution.TestingresuItshowsthatthesystemmeasurementerrorisIessthan10micronsforinternaI/externaIdiametersand100micronsfortheexternaIIength.Hencethemeasurementsystemcanguidethemachiningproc

6、essesandheIpstocontroItheproductguaIity.Keywords：IaserdispIacementsensors；digitaImeasurement；motioncontroIIer；dimensionofprojectiIe目前，火炮发射的各种弹药的弹体加工的尺寸测量一直沿用的是各种卡规加自制量具的人工测量方法。例如：测量某型号大口径火炮发射的特种弹药的弹体尺寸用到的各种卡规和量竟有30余种，而且，这些量具只能对弹体的尺寸进行定性测量，而不能实现定量测量。为此，本文结合工厂的实际

7、，采用数字化测量技术设计完成各种弹体的主要关键尺寸的数字化测量与评价。1测量系统的基本结构图1是自动测量系统的结构示意图。该测量装置由计算机主控，采用两套激光位移传感器，实现弹体内外尺寸的数字化测量。为保证测量的稳定性，系统安装在一个稳定性很好的大理石平台上。整个测量系统由四大部分组成：测量机械台体，包括弹体V型支架、弹体内外尺寸测量传感器定位与驱动系统；弹体尺寸传感器测量系统，包括大量程的激光位移传感器、传感器处理电路；数据采集系统，系统采用高精度的A/D转换器构成传感器数据采集系统；主计算机数据处理系统，主计算机

8、数据处理系统采用工业控制计算机（IPC-586）控制数据采集系统实现对测量传感器数据采集。!收稿日期：2005-06-27作者简介：解旭辉（1967—），男，副教授。解旭辉，等：弹药弹体尺寸自动测量系统l27图l测量系统总体结构示意图Fig.lStructureOfthemeasuringsystem!弹体尺寸的测量原理为了简化测量过程，方便工