在输送管道的建设和运营中,管道对接焊缝质量的检测至关重要。超声检测作为一种重要的无损检测方法,被广泛应用于工业产品质量控制和在役设备安全监测中,尤其在管道焊接缺陷检测中发挥着重要作用,已被世界各国所采用。传统的超声检测方法存在检测效率低、评定缺陷难等不足,研制一种管道对接焊缝超声检测机器人系统具有重要的意义。本文借助计算机、数控、精密机械和微电机驱动等技术,以工控机为核心,以国内先进的数字超声探伤仪为基础,以虚拟仪器结构为软件平台,开发了管道对接焊缝自动超声检测机器人系统,实现了超声检测的数字化、自动化、图像化,为提高检测的可靠性和效率奠定了基础。本课题进行了机器人总体设计,研制了浮动探头夹持器,实现了探头与管道的自适应接触。设计了具有大减速比步进电机传动系统,满足了机器人绕管道圆周运动所需要的动力。借助计算机I/O接口和串口通信技术,通过LabWindows/CVI中的专用RS232串口通讯函数库,实现了工控机与STC89C51单片机的通讯,有效地对检测机器人进行控制,实现了机器人沿管道的圆周运动和探头沿管道轴向扫描运动,能够对焊缝进行锯齿形或矩形扫描。利用ActiveX技术,解决了LabWindows/CVI和Office Word软件的接口,实现了检测报告的生成和打印;构建了管道对接焊缝超声斜角探伤平台,通过研究自动扫描成像的关键技术及其软件实现方法,成功实现了以伪彩色和灰度模式显示管道典型人工缺陷的超声A扫描、B扫描。通过对缺陷超声检测回波信号进行去噪,有效抑制电磁干扰和点状噪声的影响。建立人工缺陷的斜角探伤数学模型,对缺陷进行定位分析,为深入研究斜角探伤的数字化、图像化、智能化奠定了基础。