铁路机车、车辆是完成铁路运输任务的重要运输工具，机车轮对、车辆轮对是其中极为重要的部件，是保证机车、车辆安全运行的最关键部位。火车车轮在运行一段时间后会产生擦伤、剥离、龟裂、磨损和裂纹等缺陷，严重威胁行车安全。超声波探伤是发现车轮危害性疲劳裂纹及缺陷的重要无损检测手段，采用该技术检测机车、车辆轮对的镶入部的横裂纹及其接触性不良等缺陷，是保证行车安全的重要手段之一。铁路第5次大提速后，随着机车车辆运行速度的提高、运输能力的极大挖潜，车轮无损探伤的生产组织面临新的压力，如何高效、精确的完成检测是必须解决的一个问题。但是，在传统的探伤过程中，一次作业需要人员较多，探伤作业强度较大；探伤人员手工操作，单个轮对检测时间较长；由作业人员确认是否已全部检测，极易形成漏检，存在极大的隐患。随着现代科技的发展，无损探伤技术、计算机控制技术、通信技术的综合应用，给铁路部门研发自动探伤设备提供了一定的技术条件。用先进的自动控制探伤工艺逐步替代传统的手工探伤，研制适合于我国铁路部门需要的火车车轮自动检测系统具有重要的理论意义和实用价值。本文从铁路机车车轮无损探伤的实际作业过程入手，分析机车车轮轮辋探伤作业过程，了解、掌握超声波无损探伤的工艺要求，引入自动化控制思路，对机车车轮轮辋无损探伤控制系统进行了设计，实现了机车车轮轮辋踏面、轮缘等部位的疲劳裂纹的探伤自动控制。本文的主要工作：1．设计一种机械装置，完成被探测机车车轮的缓冲、转动等功能，并固定超声波探头；2．分析机车车轮轮辋探伤操作工艺，对超声波探头的布置和选型进行设计；3．进行PLC控制系统设计，运用PLC控制机械装置和超声波探头，达到无损探伤检测的完全覆盖；4．在工控机上的探伤操作界面，输入必要的车轮基础数据，作业人员只需观测显示屏上的变化，即可完成整个无损探伤操作过程，并能够对探测结果进行记录、打印。最后，总结了本文的主要工作，指出了进一步的研究方向。本文的主要创新点是：机车车轮轮辋无损探伤控制系统的研究，改变了铁路机务系统手工探伤作业方式，由机车轮对固定、移动探头改为机车轮对转动、探头固定，引入了自动控制技术，达到超声波探测的完全覆盖，节约了作业时间，提高了探伤作业的精度。