沙巡檢，與葡萄牙人有過多次接觸，熟知佛郎機效能的明朝地方官員何儒，帶領有豐富經驗的廣東工匠奉詔到南京，在當時裝置精良的火器製造處操江衙門開始了佛郎機的仿製。
嘉靖三年四月，第一批三十二門大樣佛郎機仿製成功。
《大明會典?火器中詳細記載了這批佛郎機的情況，它們全部用黃銅鑄成，每件重約三百斤，母銃長二點八五尺，另配四個子銃，可分別裝填火藥，輪流
發射。
緊接著，明朝又陸續仿製了數量更大、形制更多的各式佛郎機，裝備北方及沿海部隊，使明朝守邊的戰鬥力大大加強。
明朝工匠仿製的過程中，除保留和吸收國外佛郎機的優點長處外，還作了許多新的革新和改進，使之更適於明軍各種條件下實戰的需要，明代仿製佛郎機的情況，在《明會典和戚繼光兵書《紀效新書、《練兵實紀中有詳細的記載。《明會典記仿製的佛郎機就有大樣、中樣、小樣三種。
此番炮營擴編，劉衍便想要將炮營原本裝備的佛郎機炮全部更換掉。
炮營現有的佛郎機炮，全都是重約三百多斤，發射四斤左右炮彈的大樣佛郎機炮。這種炮射速快、準確度好，但是威力稍顯不足。
劉衍於是在錢樰的擴編計劃上做出批改，要求火器督造處改良佛郎機炮，將大樣佛郎機炮改良為可以發射五斤炮彈，射程為兩裡的火炮，以進一步增強炮營的火力。
炮營的佛郎機炮要更新替換，淘汰下來的老式佛郎機炮，劉衍準備全部部署在青州府城、萊州府城，以及靈山衛等各處城池上，以增加各處城池的火力防護。
同時對於紅衣大炮，劉衍也經過了一番推敲，不為別的，就是因為此時明軍中裝備的紅衣大炮型號繁雜，各種樣式、大小的都有，劉衍需要對比一番。
所謂紅夷大炮是歷史上十六世紀左右，歐洲各國率
先製造出來的，在明代後期傳入中國，也稱為紅衣大炮。所謂\"紅夷\"者，紅毛荷蘭與葡萄牙也。
此時明朝官方將所有從西方進口的前裝滑膛加農炮都稱為紅夷大炮，明朝官員往往在這些巨炮上蓋以紅布，所以訛為\"紅衣\"。
據考證，當時明朝進口的紅夷大炮只有少量是從荷蘭東印度公司進口，後來因臺灣問題與荷蘭人交惡，大多數是與澳門的葡萄牙人交易得來的，明朝當時的需求量巨大，葡萄牙人還做中間商將英國的艦載加農炮賣給明朝。
紅衣大炮不同於佛郎機炮，那是真正的重火力，在明末戰爭中發揮了巨大的作用。
天啟六年，明軍使用紅夷大炮在寧遠之戰中發揮極大威力。據史料記載，後金兵馬在明軍猛烈炮火的攻擊下血肉橫飛、屍積如山，是努爾哈赤成軍以來的首次挫敗。
在之後的寧錦之戰中，紅夷大炮再次發揮巨大威力，明軍大勝。
崇禎四年正月，後金在瀋陽利用俘虜過來的工匠劉漢，成功仿製了西洋大炮，定名為\"天佑助威大將軍\"，他們還創造了\"失蠟法\"，化鑄鐵為鑄鋼，以複雜的退火、淬火程式處理火炮的不同部位，使鑄炮工藝領先於明朝。由於夷字犯上滿洲人的忌諱，紅夷大炮便更名為\"紅衣大炮\"。
皇太極在八旗軍設定新營烏真超哈營，後來佟養性任總兵官，曹振彥任教官，開始運用炮兵戰術。
可見在明末時代，不
管是明軍還是清軍都對紅衣大炮非常重視，劉衍也不例外，在這個沒有開花彈的時代，紅衣大炮無疑是最好的重火力來源。
在劉衍再三思考之後，決定將炮營裝備的紅衣大炮大小，從三千斤增加到四千斤，配備四輪重型炮車承載，由馱馬拉著機動。
同時還要在紅衣大炮上增加炮耳、望山等輔助，以