随着自动化技术的飞速发展,自动化检测成为了检测技术的重要发展方向。贮箱结构件被大量应用于航空航天、国防工业等领域,为了保证贮箱结构件在使用过程中的可靠性,出厂前对工件壁厚进行检测必不可少。目前,此类工件的检测多采用手工超声测厚的方式,检测结果往往依赖于检测人员的经验,劳动强度大,效率低,检测结果存在较大的人为误差。本文针对贮箱结构件的特点及超声波测厚的影响因素,对超声波壁厚自动化检测系统进行了设计研究。本文的出发点是在传统手动超声测厚原理的基础上,构建自动化检测系统以替代人工检测,提高测量效率,减少测量误差,保证测量重复精度。首先,根据贮箱结构件的回转特点及检测要求,本文设计了以六自由度机械臂和回转台为扫查主体、超声测厚仪为主要检测仪器并配合上位机控制的系统整体方案。根据测试系统功能对软件整体结构进行设计,并分析了影响测量结果的主要因素。其次,根据检测要求对扫查机构进行设计、选型。根据接触式超声测厚的特点对测厚执行端进行设计,实现了测量过程中接触力的采集、测量角度的自适应微调、耦合剂供应等。并对检测系统进行建模,完成工具坐标系与工件坐标系之间位置和姿态的匹配。根据贮箱结构件形面特征,本文提出了一种针对贮箱结构件的分段曲率自适应布点法,该布点方法对各形面特征曲线的曲率及弧长进行点数分配,并对各分段形面进行曲率自适应布点。通过分段函数算例,与传统布点方法进行比较并分析了该布点方法的自适应度与测量误差之间的关系。对整体无碰撞测量路径进行了设计研究。最后,在完成系统的设计、开发、调试后,对本系统性能进行测试,结果表明,贮箱结构件壁厚自动测量系统满足对该类工件的自动检测要求,提高了检测效率,降低了测量误差,同时系统具有较好的通用性。