如何正确测量炮管内孔的直线度？

cekong1 · 发表于 2018-5-31 10:49:02

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　　火炮身管的直线度直接关系到火炮发射的可靠性、使用寿命以及炮弹的飞行姿态，必须对火炮身管直线度进行高精度测量，为此采用激光准直技术与PSD芯片，研制了炮管直线度的检测设备，经测试该设备的测量精度≤±0.1 mm，可测量长度 12 m以内的炮管的直线度误差。测量点数≤60。

　　1、设备组成

　　在实验的基础上并参考国内外的检测火炮的先进技术，对总体方案进行了充分论证，最后确定火炮身管直线度检测系统主要由检测平台、推杆、激光发射单元、位置检测单元和控制单元部分。设备工作时激光发射单元、位置检测单元通过电源线和数据线与控制单元连接，整套系统的控制和数据计算由控制单元完成。

　　2、直线度测量

　　直线度测量仪基本原理是以激光束为直线参照物，检测圆管内孔的弯曲偏移量和弯曲方向。工作时激光器发射1束激光射向激光位敏传感器，传感器内的PSD芯片监测接收到的激光能量中心位置。定心套用来保证传感器一直处于圆管内孔的中心位置。当圆管在检测位置出现弯曲时，PSD芯片上的激光能量中心坐标值将发生变化。位置检测单元的电源线和数据线通过推杆中心孔与控制柜连接。

　　3、定心套的结构形式

　　目前现有的三点式定心结构不适合检测带有膛线的圆管，本方案参照定心部件将定心套设计为弹性胀套的结构形式。该定心套主要由胀套、芯轴套、轴承、轴承盖和圆螺母组成。胀套自由状态下与圆管内孔有一定的过盈量，插入圆管后靠两端定位部位的弹性与管内壁贴合。胀套和芯轴套之间通过2套轴承连接，当胀套随膛线的螺旋旋转移动时，与芯轴套配合的传感器座和激光器座角度不变，可保证检测精度。

　　4、控制单元的组成及功能

　　控制单元主要由控制柜、工控机、显示器、键盘、鼠标、报警灯和电路及通讯系统等部分组成。其中控制柜和工控机是设备的控制、计算系统。它们的主要功能是控制设备的开关机、检测状态、超差报警等。检测完成后，工控机将根据采集到的检测数据计算得出圆管各检测部位的中心偏移量和偏移角度，检测结果将直接在显示器上显示。当偏移量超出设定允许值时，系统将进行声光报警。

　　5、软件系统

　　软件界面的基本形式如下图，当设置的检测点数较多时，通过拉动右侧的滚动条可显示不同点位的偏移量和角度。

　　结语

　　直线度测量仪是利用激光原理制造的设备，具有数据显示，超差报警，及数据存储等功能。有利于提高测量效率。直线度测量仪采用PSD芯片，工作可靠，满足测量需求。直线度测量仪为炮管内孔直线度的检测提供了便利，使得生产出的炮管更符合规格，质量更优。

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