CN112378360B - 一种大口径弹药外径与长度尺寸检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种大口径弹药外径与长度尺寸检测方法，其由主体结构和控制系统两部分组成。大口径弹药被放置在被动式定位导轮机构Ⅰ、被动式定位导轮机构Ⅱ、主动式导轮定位机构上方，夹紧机构Ⅰ、夹紧机构Ⅱ气缸伸出将弹药两端夹紧，单轴防爆机器人启动沿滚珠丝杠按照设定的速度和方向移动，同时轮廓扫描仪采集弹药的外径尺寸信息并传递给控制系统；单轴防爆机器人沿滚珠丝杠移动至弹药的另一端时，传感器采集位移信息并传递给控制系统，通过数据处理测量出大口径弹药的长度尺寸。本发明采用的轮廓扫描仪和磁致伸缩位移传感器检测方式具有较高的一致性和稳定性，有效解决了人工采用专用工装检测的质量、安全问题，提高了生产效率。

Description

一种大口径弹药外径与长度尺寸检测方法

技术领域

本发明属于弹药自动化装配与检测领域，具体涉及一种大口径弹药外径与长度尺寸检测方法，具体采用非接触式轮廓测量传感器、磁致伸缩位移传感器实现对弹药的外径、长度等检测的自动化设备。

背景技术

目前，我国弹药生产过程中的检测主要采用人工来实现，工人采用卡规或专用工装。其检测效率低且检测过程受人工影响因素大，不能实现在线采集，且检测时易损伤弹体表面。虽然近年来出现了一些自动化检测设备，但其生产质量和稳定性需要进提高，例如西南自动化研究所和中国科学院沈阳自动化研究所公布的外径测量装置都采用了非接触式激光位移传感器来检测外径，但其测量对结构和外部环境要求较高，更换弹种时需要根据尺寸进行调整不能满足弹药的尺寸快速测量及检测要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大口径弹药外径与长度尺寸检测方法，该方法可实现对不同弹径、不同长度大口径弹药的外径、长度测量，解决大口径弹药装配过程中人工专用工装量具检测稳定性差、效率低的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种大口径弹药外径与长度尺寸检测的系统，包括：控制器、编码器、检测开关Ⅰ、检测开关II、伺服电机驱动器、线圈、单轴防爆机器人、轮廓扫描仪和磁致伸缩位移传感器；

控制器与所述编码器相连；所述编码器计算弹药放入的角度；

控制器与所述线圈相连；所述线圈控制气缸伸出与收回，使弹药的位置固定；

控制器与用于控制夹紧机构Ⅰ的所述检测开关Ⅰ相连；

控制器与用于控制夹紧机构Ⅱ的所述检测开关

相连；

控制器与所述伺服电机驱动器相连；所述伺服电机驱动器控制弹药的旋转速度和旋转方向；使所述轮廓扫描仪对弹药的外径进行检测；

控制器与所述单轴防爆机器人相连，使所述磁致伸缩位移传感器对弹药进行长度检测。

进一步地，还包括机架和主动式导轮定位机构；所述控制器控制所述主动式导轮定位机构进行旋转操作的步骤，具体包括，主动式导轮定位机构安装在所述机架台面板正中央，当控制器和所述编码器电连接时，所述角度控制装置使主动式导轮定位机构转动角度；从而达到所述弹药进入的角度。

进一步，还包括机架、夹紧机构Ⅰ和夹紧机构Ⅱ；所述夹紧机构Ⅰ和所述夹紧机构Ⅱ安装在所述机架的两侧；其中，所述夹紧机构Ⅰ和所述夹紧机构Ⅱ的位置相对，当控制器和所述线圈电连接时，所述控制器控制所述夹紧机构Ⅰ和所述夹紧机构Ⅱ的气缸伸出与收回状态，使弹药位置固定；

当控制器与检测开关II相连，检测夹紧机构Ⅱ气缸是否收回到位；能够使弹药固定在对应的位置上。

进一步地，还包括被动式定位导轮机构Ⅰ、被动式定位导轮机构Ⅱ、主动式导轮定位机构和机架；

所述被动式定位导轮机构Ⅰ固定安装在所述机架上，所述被动式定位导轮机构Ⅱ固定安装在所述机架上，所述主动式导轮定位机构固定安装在所述机架上；其中，所述被动式定位导轮机构Ⅰ、所述被动式定位导轮机构Ⅱ和所述主动式导轮定位机构的形状、尺寸和结构形式一致，所述被动式定位导轮机构Ⅰ、所述被动式定位导轮机构Ⅱ和所述主动式导轮定位机构安装的位置在同一直线上；

所述被动式定位导轮机构Ⅰ包括滚轮、滚轮夹片组件、转轴和固定片，所述固定片上安装有两个滚轮夹片组件；其中，所述两个滚轮夹片组件设置在所述固定片的两端，所述滚轮通过所述转轴转动安装在所述滚轮夹片组件上；

所述主动式导轮定位机构上其中一个转轴与所述防爆伺服电机连接；

控制器与伺服电机驱动器相连，反馈伺服电机运动状态；控制器与轮廓扫描仪相连，检测大口径弹药的外径。

进一步地，还包括测量机构安装架、单轴防爆机器人、轮廓扫描仪微调节机构、轮廓扫描仪、轮廓扫描仪安装架、磁致伸缩位移传感器、滚珠丝杠和机架；

所述单轴防爆机器人安装在所述测量机构安装架上，所述轮廓扫描仪安装架与所述单轴防爆机器人相连，所述轮廓扫描仪微调节机构安装在所述轮廓扫描仪安装架上，所述轮廓扫描仪安装在所述轮廓扫描仪安装架上，所述滚珠丝杠安装在所述单轴防爆机器人上，所述磁致伸缩位移传感器安装在所述滚珠丝杠的端点处；

控制器与伺服电机驱动器相连，控制防爆伺服电机的转速、方向，实现主动式导轮定位机构转动速度与方向可控；控制器与伺服电机驱动器相连，控制伺服电机的启停状态；控制器与单轴防爆机器人相连，控制单轴防爆机器人的移动位置、方向，实现防爆机器人在水平方向上移动位置与方向可控；控制器与伺服电机驱动器相连，控制器与磁致伸缩位移传感器相连，检测大口径弹药的长度。

一种大口径弹药外径与长度尺寸检测的方法，应用于上述系统的方法：

控制器向角度控制装置发送第一控制指令，使所述角度控制装置调节弹药进入的角度符合测量的要求；

控制器向夹紧机构Ⅰ和夹紧机构Ⅱ发送第二控制指令，使所述夹紧机构Ⅰ和夹紧机构Ⅱ对弹药进行固定；

控制器向主动式导轮定位机构和轮廓扫描仪发送第三控制指令，使主动式导轮定位机构开始转动，所述轮廓扫描仪对弹药的外径进行测量；并行的反馈第一信息，判断所述外径测量装置是否正常运作；若正常，则外径测量结果进行保存；若不正常，则发出第一反馈指令，使设备停止工作；

控制器向轮廓扫描仪发送第四控制指令，使所述轮廓扫描仪对弹药的长度进行测量；并行的反馈第二信息，判断所述长度测量装置是否正常运作；若正常，则长度测量结果进行保存；若不正常，则发出第二反馈指令，使设备停止工作。

进一步地，所述方法包括：控制器向角度控制装置发送第一控制指令，使所述角度控制装置调节弹药进入的角度符合测量的要求的具体步骤包括：

控制器接收到弹药放置的信息，对所述弹药放置的信息进行分析处理，得到所述弹药放置的信息对应的旋转数据信号；

判断所述旋转数据信号与预设数据库中的目标旋转数据信号是否相匹配；若匹配，则控制器将所述旋转数据信号转换为第一指令，并传输到角度控制装置中；若不匹配，则将终止所述旋转数据信号为无效数据，从新执行弹药放入的步骤；

所述角度控制装置执行所述第一指令的指令。

进一步地，控制器向夹紧机构Ⅰ2和夹紧机构Ⅱ4发送第二控制指令，使所述夹紧机构Ⅰ2和夹紧机构Ⅱ4对弹药进行固定的具体步骤包括：

控制器接收到弹药放入角度通过的信息后，得到弹药的位置信息；

控制器对所述位置信息进行处理，得到所述位置信息对应的第二指令；

控制器对所述第二指令进行拆分处理，得到夹紧机构Ⅰ对应的第一执行指令和夹紧机构Ⅱ对应的第二执行指令；

控制器将所述第一执行指令和所述第二执行指令传输到夹紧机构Ⅰ2和夹紧机构Ⅱ4中，所述夹紧机构Ⅰ2和夹紧机构Ⅱ4控制所述夹紧机构Ⅰ执行第一执行指令，所述夹紧机构Ⅱ执行所述第二执行指令，使弹药的位置固定。

进一步地，控制器向主动式导轮定位机构和轮廓扫描仪发送第三控制指令，使主动式导轮定位机构开始转动，所述轮廓扫描仪对弹药的外径进行测量；并行的反馈第一信息具体步骤包括：

控制器对第三指令进行分析处理，得到第一控制指令和第二控制指令；

控制器将所述第一控制指令发送至轮廓扫描仪中，使轮廓扫描仪进行工作；得到第一扫描结果；控制器并行的电机发送所述第二控制指令，使电机开始运转，从而使弹药开始旋转；

所述轮廓扫描仪将所述第一扫描结果发送至编码器中，所述编码器对所述第一扫描结果进行计算，得到弹药对应的外径值；

在弹药的外径测量时，辅助装置对设备进行实时监测，得到第一检测信息；

所述辅助装置将所述第一检测信息反馈给控制器；

控制器对所述第一检测信息进行分析处理，得到所述第一检测信息对应的第一分析结果；

根据所述第一分析结果判断弹药外径测量的准确度，若准确，则保存弹药外径测量结果；若不正常，则发出停止指令，使设备停止工作。

进一步地，控制器向轮廓扫描仪发送第四控制指令，使所述轮廓扫描仪对弹药的长度进行测量；并行的反馈第二信息的具体步骤包括：

控制器对轮廓扫描仪发出第四指令，所述轮廓扫描仪接收到所述第四指令后，执行所述第四指令；得到第二扫描结果；

所述轮廓扫描仪将所述第二扫描结果发送至编码器中，所述编码器对所述第二扫描结果进行计算，得到弹药对应的长度值；

在弹药的长度测量时，辅助装置对设备进行实时监测，得到第二检测信息；

所述辅助装置将所述第二检测信息反馈给控制器；

控制器对所述第二检测信息进行分析处理，得到所述第二检测信息对应的第二分析结果；

根据所述第二分析结果判断弹药长度测量的准确度，若准确，则保存弹药长度测量结果；若不正常，则发出停止指令，使设备停止工作。

本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本发明一种大口径弹药外径与长度尺寸检测方法，通过主体结构和控制系统实现了大口径弹药外径与长度尺寸的检测，采用的轮廓扫描仪以及磁致伸缩位移传感器检测方式具有较高的一致性和稳定性，弹药外径与长度尺寸检测方法有效解决了人工采用专用工装检测的质量、安全问题，提高了生产效率，对提升我国弹药制造智能化水平具有重要意义；

2、本发明一种大口径弹药外径与长度尺寸检测方法，可应用于多种口径的大口径弹药外径与长度尺寸检测过程中。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明导轮定位机构结构示意图；

图3为本发明扫描仪的结构示意图；

图4为本发明实施例所提供的一种大口径弹药外径与长度尺寸检测系统的架构示意图

图5为本发明实施例所提供的一种大口径弹药外径与长度尺寸检测方法的流程图；

图6为本发明实施例所提供的一种大口径弹药外径与长度尺寸检测装置的功能模块框图；

图7为本发明连接控制图。

附图中标记及对应的零部件名称：

1-被动式定位导轮机构Ⅰ；2-夹紧机构Ⅰ；3-测量机构；4-夹紧机构Ⅱ；5-机架；6-被动式定位导轮机构Ⅱ；7-主动式导轮定位机构；8-防爆伺服电机；9-控制器；10-编码器；11-检测开关Ⅰ；12-检测开关II；13-伺服电机驱动器；14-线圈；15-滚轮；16-滚轮夹片组件；17-转轴；18-固定片；19-测量机构安装架；20-单轴防爆机器人；21-轮廓扫描仪微调节机构；22-轮廓扫描仪；23-轮廓扫描仪安装架；24-磁致伸缩位移传感器；25-滚珠丝杠

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，如果含有术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，如果存在第一特征在第二特征之上或之下，可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。如果存在第一特征在第二特征之下、下方和下面，包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合实施例对本发明作进一步的描述，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所用实施例，都属于本发明的保护范围。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

请参阅图1至图3，图中所示为本发明所选用的实施例结构，此仅供说明之用，在专利申请上并不受此种结构的限制。

请结合参阅图1，一种大口径弹药外径与长度尺寸检测的系统，包括：控制器9、编码器10、检测开关Ⅰ11、检测开关II12、伺服电机驱动器13、线圈14、单轴防爆机器人20、轮廓扫描仪22和磁致伸缩位移传感器24；

进一步地，输入点IW0与编码器10相连，检测主动式导轮定位机构7的转动角度。

进一步地，QX4.2与线圈14相连，控制夹紧机构Ⅰ2和夹紧机构Ⅱ4的气缸伸出与收回状态；输入点IX6.0与检测开关Ⅰ11相连，检测夹紧机构Ⅰ2气缸是否收回到位；输入点IX6.1与检测开关II12相连，检测夹紧机构Ⅱ4气缸是否收回到位。

进一步地，输入点IX6.2与伺服电机驱动器13相连，反馈伺服电机8运动状态；输入点IW2与轮廓扫描仪22相连，检测大口径弹药的外径。

进一步地，控制器9上输出点QW0与伺服电机驱动器13相连，控制防爆伺服电机8的转速、方向，实现主动式导轮定位机构7转动速度与方向可控；QX4.0与伺服电机驱动器13相连，控制防爆伺服电机8的启停状态；QW2与单轴防爆机器人20相连，控制单轴防爆机器人20的移动位置、方向，实现单轴防爆机器人20在水平方向上移动位置与方向可控；输入点IX6.2与伺服电机驱动器13相连，输入点IW4与轮廓扫描仪安装架23相连，检测大口径弹药的长度。

可以理解，在具体实施过程中，主体结构和控制系统实现了大口径弹药外径与长度尺寸的检测，采用的轮廓扫描仪以及磁致伸缩位移传感器检测方式具有较高的一致性和稳定性，弹药外径与长度尺寸检测方法有效解决了人工采用专用工装检测的质量、安全问题，提高了生产效率，对提升我国弹药制造智能化水平具有重要意义。

请继续结合参阅图1，还包括机架5；所述控制器控制所述主动式导轮定位机构7进行旋转操作的步骤，具体包括，主动式导轮定位机构7安装在所述机架5台面板正中央，当所述输入点IW0和所述编码器电连接时，所述角度控制装置使检测主动式导轮定位机构的转动角度；从而达到所述弹药进入的角度。

可以理解，在具体实施过程中，可以控制弹药进入的角度为最优的角度，使后面测量的更准确。

进一步地，还包括机架5；所述夹紧机构Ⅰ2和所述夹紧机构Ⅱ4安装在所述机架5的两侧；其中，所述夹紧机构Ⅰ2和所述夹紧机构Ⅱ4的位置相对，当所述QX4.2和所述线圈14电连接时，所述控制器控制所述夹紧机构Ⅰ2和所述夹紧机构Ⅱ4的气缸伸出与收回状态，使弹药位置固定；

当输入点IX6.1与检测开关II12相连，检测夹紧机构Ⅱ4气缸是否收回到位；能够使弹药固定在对应的位置上。

进一步地，还包括被动式定位导轮机构Ⅰ1、被动式定位导轮机构Ⅱ6、主动式导轮定位机构7和机架5；

所述被动式定位导轮机构Ⅰ1固定安装在所述机架5上，所述被动式定位导轮机构Ⅱ6固定安装在所述机架5上，所述主动式导轮定位机构7固定安装在所述机架5上；其中，所述被动式定位导轮机构Ⅰ1、所述被动式定位导轮机构Ⅱ6和所述主动式导轮定位机构7的形状、尺寸和结构形式一致，所述被动式定位导轮机构Ⅰ1、所述被动式定位导轮机构Ⅱ6和所述主动式导轮定位机构7安装的位置在同一直线上。

可以理解，在具体实施过程中，通过所述夹紧机构Ⅰ2和所述夹紧机构Ⅱ4将弹药的两端进行固定，弹药只能沿着一个轴线进行旋转。

请结合参阅图1和图2，所述被动式定位导轮机构Ⅰ1包括滚轮15、滚轮夹片组件16、转轴17和固定片18，所述固定片18上安装有两个滚轮夹片组件16；其中，所述两个滚轮夹片组件16设置在所述固定片18的两端，所述滚轮15通过所述转轴17转动安装在所述滚轮夹片组件16上；

所述主动式导轮定位机构7上其中一个转轴与所述制防爆伺服电机8连接；

输入点IX6.2与伺服电机驱动器13相连，反馈伺服电机8运动状态；输入点IW2与轮廓扫描仪22相连，检测大口径弹药的外径。

可以理解，在具体实施过程中，能够精确的测量弹药的外径，并且还能在弹药旋转时，可以检测出机械是否出现故障，使外径测量不准确，这样进一步的增加了弹药外径测量的精准性。

请结合参阅图3，还包括测量机构安装架19、单轴防爆机器人20、轮廓扫描仪微调节机构21、轮廓扫描仪22、轮廓扫描仪安装架23、磁致伸缩位移传感器24、滚珠丝杠25和机架5；

单轴防爆机器人20安装在测量机构安装架19上，轮廓扫描仪安装架23与单轴防爆机器人20相连，轮廓扫描仪微调节机构21、轮廓扫描仪22安装在轮廓扫描仪安装架23上，滚珠丝杠25安装在单轴防爆机器人20上，磁致伸缩位移传感器24安装在滚珠丝杠25的端点处；

控制器9上输出点QW0与伺服电机驱动器13相连，控制防爆伺服电机8的转速、方向，实现主动式导轮定位机构7转动速度与方向可控；QX4.0与伺服电机驱动器13相连，控制伺服电机8的启停；QW2与单轴防爆机器人20相连，控制单轴防爆机器人20的移动位置、方向，实现防爆机器人32在水平方向上移动位置与方向可控；输入点IX6.2与伺服电机驱动器13相连，输入点IW4与轮廓扫描仪安装架23相连，检测大口径弹药的长度。

可以理解，在具体实施过程中，够精确的测量弹药的长度，可以检测出机械是否出现故障，使长度测量不准确，这样进一步的增加了弹药外径测量的精准性。本发明适用于可应用于多种口径的大口径弹药外径与长度尺寸检测过程。

为了改善现有技术的上述问题，本发明实施例提供了一种大口径弹药外径与长度尺寸检测的方法及系统，能够对实时对弹药的长度和外径进行精准的测量，采用的轮廓扫描仪以及磁致伸缩位移传感器检测方式具有较高的一致性和稳定性，弹药外径与长度尺寸检测方法有效解决了人工采用专用工装检测的质量、安全问题，提高了生产效率，对提升我国弹药制造智能化水平具有重要意义。

为了便于对上述的大口径弹药外径与长度尺寸检测的方法及系统进行阐述，请结合参考图4，提供了本发明实施例所公开的大口径弹药外径与长度尺寸检测系统100的通信架构示意图。其中，所述大口径弹药外径与长度尺寸检测100可以包括控制器200以及执行设备300，所述控制器200与所述执行设备300通信连接。

在具体的实施方式中，控制器200可以是台式电脑、平板电脑、笔记本电脑、手机或者其他能够实现数据处理以及数据通信的电子设备，在此不作过多限定。

在上述基础上，请结合参阅图5，为本发明实施例所提供的大口径弹药外径与长度尺寸检测方法的流程示意图，所述大口径弹药外径与长度尺寸检测方法可以应用于图3中的控制器200，进一步地，所述大口径弹药外径与长度尺寸检测方法具体可以包括以下步骤S21-步骤S24所描述的内容。

步骤S21，控制器向角度控制装置发送第一控制指令，使所述角度控制装置调节弹药进入的角度符合测量的要求。

步骤S22，控制器向夹紧机构Ⅰ2和夹紧机构Ⅱ4发送第二控制指令，使所述夹紧机构Ⅰ2和夹紧机构Ⅱ4对弹药进行固定。

步骤S23，控制器向主动式导轮定位机构和轮廓扫描仪22发送第三控制指令，使主动式导轮定位机构开始转动，所述轮廓扫描仪22对弹药的外径进行测量；并行的反馈第一信息，判断所述外径测量装置是否正常运作；若正常，则外径测量结果进行保存；若不正常，则发出第一反馈指令，使设备停止工作。

步骤S24，控制器向轮廓扫描仪22发送第四控制指令，使所述轮廓扫描仪22对弹药的长度进行测量；并行的反馈第二信息，判断所述长度测量装置是否正常运作；若正常，则长度测量结果进行保存；若不正常，则发出第二反馈指令，使设备停止工作。

在执行上述步骤S21-步骤S24所描述的内容时，可以实现如下的有益技术效果：一种大口径弹药外径与长度尺寸检测的方法，控制器向角度控制装置发送第一控制指令，使所述角度控制装置调节弹药进入的角度符合测量的要求，控制器向夹紧机构Ⅰ2和夹紧机构Ⅱ4发送第二控制指令，使所述夹紧机构Ⅰ2和夹紧机构Ⅱ4对弹药进行固定，控制器向主动式导轮定位机构和轮廓扫描仪22发送第三控制指令，使主动式导轮定位机构开始转动，所述轮廓扫描仪22对弹药的外径进行测量；并行的反馈第一信息，判断所述外径测量装置是否正常运作；若正常，则外径测量结果进行保存；若不正常，则发出第一反馈指令，使设备停止工作，控制器向轮廓扫描仪22发送第四控制指令，使所述轮廓扫描仪22对弹药的长度进行测量；并行的反馈第二信息，判断所述长度测量装置是否正常运作；若正常，则长度测量结果进行保存；若不正常，则发出第二反馈指令，使设备停止工作。通过主体结构和控制系统实现了大口径弹药外径与长度尺寸的检测，采用的轮廓扫描仪22以及磁致伸缩位移传感器24检测方式具有较高的一致性和稳定性，弹药外径与长度尺寸检测方法有效解决了人工采用专用工装检测的质量、安全问题，提高了生产效率，对提升我国弹药制造智能化水平具有重要意义，可应用于多种口径的大口径弹药外径与长度尺寸检测过程中。

在一个具体的实施方式中，控制器向角度控制装置发送第一控制指令，可能存在角度调整不精确，从而使所述角度控制装置难以调节弹药进入的角度符合测量的要求的问题，步骤S21所描述的控制器向角度控制装置发送第一控制指令，使所述角度控制装置调节弹药进入的角度符合测量的要求的步骤，具体可以包括以下步骤S211-步骤S213所描述的内容。

步骤S211，控制器接收到弹药放置的信息，对所述弹药放置的信息进行分析处理，得到所述弹药放置的信息对应的旋转数据信号；

步骤S212，判断所述旋转数据信号与预设数据库中的目标旋转数据信号是否相匹配；若匹配，则控制器将所述旋转数据信号转换为第一指令，并传输到角度控制装置中；若不匹配，则将终止所述旋转数据信号为无效数据，从新执行弹药放入的步骤；

步骤S213，所述角度控制装置执行所述第一指令的指令。

可以理解，通过上述步骤S211-步骤S213，控制器向角度控制装置发送第一控制指令，避免了角度调整不精确，从而使所述角度控制装置调节弹药进入的角度更加的精确。

在一个具体的实施方式中，在控制器向夹紧机构Ⅰ2和夹紧机构Ⅱ4发送第二控制指令时，可能因为指令的不精确，使所述夹紧机构Ⅰ2和夹紧机构Ⅱ4难以对弹药进行固定的问题，步骤S22控制器向夹紧机构Ⅰ2和夹紧机构Ⅱ4发送第二控制指令，使所述夹紧机构Ⅰ2和夹紧机构Ⅱ4对弹药进行固定的步骤所描述的步骤，具体可以包括以下步骤S221-步骤S224所描述的内容。

步骤S221，控制器接收到弹药放入角度通过的信息后，得到弹药的位置信息。

步骤S222，控制器对所述位置信息进行处理，得到所述位置信息对应的第二指令。

步骤S223，控制器对所述第二指令进行拆分处理，得到夹紧机构Ⅰ对应的第一执行指令和夹紧机构Ⅱ对应的第二执行指令。

步骤S224，控制器将所述第一执行指令和所述第二执行指令传输到夹紧机构Ⅰ2和夹紧机构Ⅱ4中，所述夹紧机构Ⅰ2和夹紧机构Ⅱ4控制所述夹紧机构Ⅰ执行第一执行指令，所述夹紧机构Ⅱ执行所述第二执行指令，使弹药的位置固定。

可以理解，通过上述步骤S221-步骤S224，在控制器向夹紧机构Ⅰ2和夹紧机构Ⅱ4发送第二控制指令时，避免了指令的不精确，使所述夹紧机构Ⅰ2和夹紧机构Ⅱ4更精准的对弹药进行固定。

在一个具体的实施方式中，在控制器向主动式导轮定位机构和轮廓扫描仪22发送第三控制指令时，可能会出现指令不准确，使主动式导轮定位机构开始转动，所述轮廓扫描仪22对弹药的外径测量不精确的问题，步骤S23控制器向主动式导轮定位机构和轮廓扫描仪22发送第三控制指令，使主动式导轮定位机构开始转动，所述轮廓扫描仪22对弹药的外径进行测量；并行的反馈第一信息步骤，具体可以包括以下步骤S231-步骤S237所描述的内容。

步骤S231，控制器对第三指令进行分析处理，得到第一控制指令和第二控制指令。

步骤S232，控制器将所述第一控制指令发送至轮廓扫描仪22中，使轮廓扫描仪22进行工作；得到第一扫描结果；控制器并行的电机发送所述第二控制指令，使电机开始运转，从而使弹药开始旋转。

步骤S233， 所述轮廓扫描仪22将所述第一扫描结果发送至编码器中，所述编码器对所述第一扫描结果进行计算，得到弹药对应的外径值。

步骤S234，在弹药的外径测量时，辅助装置对设备进行实时监测，得到第一检测信息。

步骤S235，所述辅助装置将所述第一检测信息反馈给控制器。

步骤S236，控制器对所述第一检测信息进行分析处理，得到所述第一检测信息对应的第一分析结果。

步骤S237，根据所述第一分析结果判断弹药外径测量的准确度，若准确，则保存弹药外径测量结果；若不正常，则发出停止指令，使设备停止工作。

可以理解，通过上述步骤S231-步骤S237，在控制器向主动式导轮定位机构和轮廓扫描仪22发送第三控制指令时，避免了现指令不准确，使主动式导轮定位机构开始转动，所述轮廓扫描仪22对弹药的外径进行测量更加的精确。

在一个具体的实施方式中，在控制器向轮廓扫描仪22发送第四控制指令时，可能会出现使所述轮廓扫描仪22对弹药的长度测量不精确的技术问题，步骤S24控制器向轮廓扫描仪22发送第四控制指令，使所述轮廓扫描仪22对弹药的长度进行测量；并行的反馈第二信息的步骤，具体可以包括以下步骤S241-步骤S246所描述的内容。

步骤S241，控制器对轮廓扫描仪22发出第四指令，所述轮廓扫描仪22接收到所述第四指令后，执行所述第四指令；得到第二扫描结果。

步骤S242，所述轮廓扫描仪22将所述第二扫描结果发送至编码器中，所述编码器对所述第二扫描结果进行计算，得到弹药对应的长度值。

步骤S243，在弹药的长度测量时，辅助装置对设备进行实时监测，得到第二检测信息；

步骤S244，所述辅助装置将所述第二检测信息反馈给控制器。

步骤S245，控制器对所述第二检测信息进行分析处理，得到所述第二检测信息对应的第二分析结果。

步骤S246，根据所述第二分析结果判断弹药长度测量的准确度，若准确，则保存弹药长度测量结果；若不正常，则发出停止指令，使设备停止工作。

可以理解，通过上述步骤S241-步骤S246，在控制器向轮廓扫描仪22发送第四控制指令时，使所述轮廓扫描仪22对弹药的长度测量更加的精确。

基于上述同样的发明构思，请结合参阅图6，还提供了大口径弹药外径与长度尺寸检测装置500的功能模块框图，关于所述大口径弹药外径与长度尺寸检测装置500的详细描述如下。

一种大口径弹药外径与长度尺寸检测装置500，应用于控制器，所述装置500包括：

角度调整模块510，控制器向角度控制装置发送第一控制指令，使所述角度控制装置调节弹药进入的角度符合测量的要求；

固定模块520，控制器向夹紧机构Ⅰ2和夹紧机构Ⅱ4发送第二控制指令，使所述夹紧机构Ⅰ2和夹紧机构Ⅱ4对弹药进行固定；

外径测量模块530，控制器向主动式导轮定位机构和轮廓扫描仪22发送第三控制指令，使主动式导轮定位机构开始转动，所述轮廓扫描仪22对弹药的外径进行测量；并行的反馈第一信息，判断所述外径测量装置是否正常运作；若正常，则外径测量结果进行保存；若不正常，则发出第一反馈指令，使设备停止工作；

长度测量模块540，控制器向轮廓扫描仪22发送第四控制指令，使所述轮廓扫描仪22对弹药的长度进行测量；并行的反馈第二信息，判断所述长度测量装置是否正常运作；若正常，则长度测量结果进行保存；若不正常，则发出第二反馈指令，使设备停止工作。

综上，本发明提供了一种大口径弹药外径与长度尺寸检测的方法及系统，其由主体结构和控制系统两部分组成。大口径弹药被放置在被动式定位导轮机构Ⅰ、被动式定位导轮机构Ⅱ、主动式导轮定位机构上方，夹紧机构Ⅰ、夹紧机构Ⅱ气缸伸出将弹药两端夹紧，单轴防爆机器人启动沿滚珠丝杠按照设定的速度和方向移动，同时轮廓扫描仪22采集弹药的外径尺寸信息并传递给控制系统；单轴防爆机器人沿滚珠丝杠移动至弹药的另一端时，传感器采集位移信息并传递给控制系统，通过数据处理测量出大口径弹药的长度尺寸。本发明采用的轮廓扫描仪22和磁致伸缩位移传感器检测方式具有较高的一致性和稳定性，有效解决了人工采用专用工装检测的质量、安全问题，提高了生产效率。可应用于多种口径的大口径弹药外径与长度尺寸检测过程中。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种大口径弹药外径与长度尺寸检测方法，所述检测方法应用于一种大口径弹药外径与长度尺寸检测系统，其特征在于，所述检测系统包括：控制器（9）、编码器（10）、检测开关Ⅰ（11）、检测开关II（12）、伺服电机驱动器（13）、线圈（14）、单轴防爆机器人（20）、轮廓扫描仪（22）和磁致伸缩位移传感器（24）；

控制器（9）与所述编码器（10）相连；所述编码器（10）计算弹药放入的角度；

控制器（9）与所述线圈（14）相连；所述线圈（14）控制气缸伸出与收回，使弹药的位置固定；

控制器（9）与用于控制夹紧机构Ⅰ的所述检测开关Ⅰ（11）相连；

控制器（9）与用于控制夹紧机构Ⅱ的所述检测开关

（12）相连；

控制器（9）与所述伺服电机驱动器（13）相连；所述伺服电机驱动器（13）控制弹药的旋转速度和旋转方向，使所述轮廓扫描仪（22）对弹药的外径进行检测；

控制器（9）与所述单轴防爆机器人（20）相连，使所述磁致伸缩位移传感器（24）对弹药进行长度检测；

还包括机架（5）和主动式导轮定位机构（7）；所述控制器控制所述主动式导轮定位机构（7）进行旋转操作的步骤，具体包括，主动式导轮定位机构（7）安装在所述机架（5）台面板正中央；

角度控制装置使主动式导轮定位机构（7）转动角度，从而达到所述弹药进入的角度；

还包括夹紧机构Ⅰ（2）和夹紧机构Ⅱ（4）；

所述夹紧机构Ⅰ（2）和所述夹紧机构Ⅱ（4）安装在所述机架（5）的两侧；其中，所述夹紧机构Ⅰ（2）和所述夹紧机构Ⅱ（4）的位置相对，当控制器（9）和所述线圈（14）电连接时，所述控制器控制所述夹紧机构Ⅰ（2）和所述夹紧机构Ⅱ（4）的气缸伸出与收回；

检测夹紧机构Ⅱ（4）气缸是否收回到位，能够使弹药固定在对应的位置上；

还包括以下步骤：

控制器向角度控制装置发送第一控制指令，使所述角度控制装置调节弹药进入的角度符合测量的要求；

控制器向夹紧机构Ⅰ（2）和夹紧机构Ⅱ（4）发送第二控制指令，使所述夹紧机构Ⅰ（2）和夹紧机构Ⅱ（4）对弹药进行固定；

控制器向主动式导轮定位机构和轮廓扫描仪发送第三控制指令，使主动式导轮定位机构开始转动，所述轮廓扫描仪对弹药的外径进行测量；并行的反馈第一信息，判断外径测量装置是否正常运作；若正常，则外径测量结果进行保存；若不正常，则发出第一反馈指令，使设备停止工作；

控制器向轮廓扫描仪发送第四控制指令，使所述轮廓扫描仪对弹药的长度进行测量；并行的反馈第二信息，判断长度测量装置是否正常运作；若正常，则长度测量结果进行保存；若不正常，则发出第二反馈指令，使设备停止工作。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测系统还包括被动式定位导轮机构Ⅰ（1）、被动式定位导轮机构Ⅱ（6）、主动式导轮定位机构（7）和机架（5）；

所述被动式定位导轮机构Ⅰ（1）固定安装在所述机架（5）上，所述被动式定位导轮机构Ⅱ（6）固定安装在所述机架（5）上，所述主动式导轮定位机构（7）固定安装在所述机架（5）上；其中，所述被动式定位导轮机构Ⅰ（1）、所述被动式定位导轮机构Ⅱ（6）和所述主动式导轮定位机构（7）的形状、尺寸和结构形式一致，所述被动式定位导轮机构Ⅰ（1）、所述被动式定位导轮机构Ⅱ（6）和所述主动式导轮定位机构（7）安装的位置在同一直线上；

所述被动式定位导轮机构Ⅰ（1）包括滚轮（15）、滚轮夹片组件（16）、转轴（17）和固定片（18），所述固定片（18）上安装有两个滚轮夹片组件（16）；其中，所述两个滚轮夹片组件（16）设置在所述固定片（18）的两端，所述滚轮（15）通过所述转轴（17）转动安装在所述滚轮夹片组件（16）上；

所述主动式导轮定位机构（7）上其中一个转轴与防爆伺服电机（8）连接；

防爆伺服电机（8）控制弹药的旋转速度和方向；所述轮廓扫描仪（22）检测大口径弹药的外径。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述检测系统还包括测量机构安装架（19）、单轴防爆机器人（20）、轮廓扫描仪微调节机构（21）、轮廓扫描仪（22）、轮廓扫描仪安装架（23）、磁致伸缩位移传感器（24）、滚珠丝杠（25）和机架（5）；

所述单轴防爆机器人（20）安装在所述测量机构安装架（19）上，所述轮廓扫描仪安装架（23）与所述单轴防爆机器人（20）相连，所述轮廓扫描仪微调节机构（21）安装在所述轮廓扫描仪安装架（23）上，所述轮廓扫描仪（22）安装在所述轮廓扫描仪安装架（23）上，所述滚珠丝杠（25）安装在所述单轴防爆机器人（20）上，所述轮廓扫描仪安装架（23）安装在所述滚珠丝杠（25）的端点处；

控制防爆伺服电机（8）的转速、方向，实现主动式导轮定位机构（7）转动速度与方向可控；控制单轴防爆机器人（20）的移动位置、方向，实现单轴防爆机器人（20）在水平方向上移动位置与方向可控；检测大口径弹药的长度。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括：控制器向角度控制装置发送第一控制指令，使所述角度控制装置调节弹药进入的角度符合测量的要求的具体步骤包括：

控制器接收到弹药放置的信息，对所述弹药放置的信息进行分析处理，得到所述弹药放置的信息对应的旋转数据信号；

判断所述旋转数据信号与预设数据库中的目标旋转数据信号是否相匹配；若匹配，则控制器将所述旋转数据信号转换为第一指令，并传输到角度控制装置中；若不匹配，则将终止所述旋转数据信号为无效数据，从新执行弹药放入的步骤；

所述角度控制装置执行所述第一指令的指令。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，控制器向夹紧机构Ⅰ2和夹紧机构Ⅱ4发送第二控制指令，使所述夹紧机构Ⅰ2和夹紧机构Ⅱ4对弹药进行固定的具体步骤包括：

控制器接收到弹药放入角度通过的信息后，得到弹药的位置信息；

控制器对所述位置信息进行处理，得到所述位置信息对应的第二指令；

控制器对所述第二指令进行拆分处理，得到夹紧机构Ⅰ对应的第一执行指令和夹紧机构Ⅱ对应的第二执行指令；

控制器将所述第一执行指令和所述第二执行指令传输到夹紧机构Ⅰ2和夹紧机构Ⅱ4中，所述夹紧机构Ⅰ2和夹紧机构Ⅱ4控制所述夹紧机构Ⅰ执行第一执行指令，所述夹紧机构Ⅱ执行所述第二执行指令，使弹药的位置固定。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，控制器向主动式导轮定位机构和轮廓扫描仪发送第三控制指令，使主动式导轮定位机构开始转动，所述轮廓扫描仪对弹药的外径进行测量；并行的反馈第一信息具体步骤包括：

控制器对第三指令进行分析处理，得到第一控制指令和第二控制指令；

控制器将所述第一控制指令发送至轮廓扫描仪中，使轮廓扫描仪进行工作；得到第一扫描结果；控制器并行的电机发送所述第二控制指令，使电机开始运转，从而使弹药开始旋转；

所述轮廓扫描仪将所述第一扫描结果发送至编码器中，所述编码器对所述第一扫描结果进行计算，得到弹药对应的外径值；

在弹药的外径测量时，辅助装置对设备进行实时监测，得到第一检测信息；

所述辅助装置将所述第一检测信息反馈给控制器；

控制器对所述第一检测信息进行分析处理，得到所述第一检测信息对应的第一分析结果；

根据所述第一分析结果判断弹药外径测量的准确度，若准确，则保存弹药外径测量结果；若不正常，则发出停止指令，使设备停止工作。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，控制器向轮廓扫描仪发送第四控制指令，使所述轮廓扫描仪对弹药的长度进行测量；并行的反馈第二信息的具体步骤包括：

控制器对轮廓扫描仪发出第四指令，所述轮廓扫描仪接收到所述第四指令后，执行所述第四指令；得到第二扫描结果；

所述轮廓扫描仪将所述第二扫描结果发送至编码器中，所述编码器对所述第二扫描结果进行计算，得到弹药对应的长度值；

在弹药的长度测量时，辅助装置对设备进行实时监测，得到第二检测信息；

所述辅助装置将所述第二检测信息反馈给控制器；

控制器对所述第二检测信息进行分析处理，得到所述第二检测信息对应的第二分析结果；

根据所述第二分析结果判断弹药长度测量的准确度，若准确，则保存弹药长度测量结果；若不正常，则发出停止指令，使设备停止工作。

Images