随着现代工业经济的迅速发展,金属棒料、管材的使用安全性以及可靠性越来越受到用户的重视,传统的便携式探伤仪因其自动化程度低、效率慢已无法满足用户的要求,且传统的探伤方法使用范围窄,不能满足不同规格的工件的探伤要求,降低了生产效率,所以对材料内部存在的缺陷进行超声波在线自动检测系统的研究已成为迫切的需求。基于这种实际的生产需要,本文研制了基于直角坐标机器人的超声检测系统。本文基于传统的棒形工件的探伤系统,结合了机械、电气等相关知识,设计了在一定范围内针对不同直径和长度的棒形工件的自动化超声波探伤系统。采用双探头固定装置,可同时对工件进行超声和涡流探伤。本文主要设计了超声无损检测系统的机械部分和控制部分,实现了工件和探头的运动,完成了对不同规格的棒形工件的检测并得到了良好的效果。本文采取了棒材转动,探头进行直线移动的总体探伤设计方案,设计了包括直角坐标机器人系统和滚轮架系统的机械装置,利用步进电机、伺服电机、气缸等驱动,实现探头和工件的运动,并对直角坐标机器人系统的主要受力部件Y轴横梁进行了ANSYS有限元分析。控制部分主要采用西门子的PLC S7-1200作为核心控制部件,结合西门子V20变频器实现机械设备的运动,实现了对工件的自动扫描。同时将PLC与工控机进行通信,采集探伤系统的超声回波信号,构成了完整的自动化超声检测系统,实现了对棒形工件的螺旋探伤。探伤结束后,工控机对探头采集到的超声波信号进行相应的处理,同时将探伤结束信号传递给PLC,等待下一循环探伤。棒料中缺陷所在的位置和大小等信息可以从软件界面上获得,操作工人由此可以精确的判别出棒料的缺陷,据此提高生产质量。本文从用户的需求角度出发研制了整个自动化超声检测系统。该系统操作方便,检测速度快,检测精度高,各项功能经过不断试验和完善,能够满足高水平超声检测的需求。