火炮身管是火炮的核心部件，火炮在实战中的发射安全性、射击精度和火炮的使用寿命等都受到火炮身管内膛表面质量、炮管内径、内膛线缠度和炮管直线度等质量参数的影响。目前，我国现阶段检测仪器落后，检测参数单一，检测机构复杂，能用于火炮身管的综合参数检测的设备还没有成熟产品。对此，研究管类内膛检测意义重大。本文结合“火炮身管内径自动测量”的课题，针对异径管内径测量难的问题，设计研究了一种火炮身管内径自动测量系统。该装置主要由伺服控制系统，传动部分，左、右端定位，绕线器，直径测量部分，计算机控制系统六部分组成。其测量原理简单、操作简便、测量精度高。本课题采用SolidWorks软件进行设计，绘制出该套装置的三维模拟图，然后采用有限元分析软件ANSYS12.0对所设计的机械结构进行力学分析和仿真，证明了由于行走装置的自重问题，一方面使得对其起支撑和导向作用的光杠和滚珠丝杠受到了向下的作用力，即产生了弯曲变形，影响了测量精度；另一方面，自重问题使测头体中心轴线与身管中心轴线倾斜产生误差，影响了测量结果。针对以上该装置存在的问题，为减小行走装置的自重，本文对其进行了进一步改进，提出了三个方面的措施：（1）将传动套的材质由Q235-A换为LY12；（2）卸掉电路板，并将传动套在不影响测量的情况下，挖空一部分，将测量过程中用到的信号线和控制线尽可能安装在挖空部分；（3）为了整体的美观和减小总重量，将原来设计的手提把和绕线器也一并卸除掉。测量方法上，为了减小测量误差，对每一个圆截面进行两次测量，得到水平和垂直两组数据。最后还对改自动测量系统是测量数据进行了误差分析。实验结果表明该测量装置满足设计要求。该方法的进一步成熟，使其不仅可以用于火炮身管内径的自动测量，而且还可以广泛应用于其他异径管类零件和多种深孔类零件的测量，具有广阔的发展前景和重要的实际意义。