2025年機器人1＋X復習題（含答案）一、單項選擇題（每題2分，共30分）1.工業(yè)機器人的重復定位精度是指（）。A.機器人末端執(zhí)行器到達同一目標點的多次位置的一致程度B.機器人末端執(zhí)行器從起點到終點的絕對位置誤差C.機器人各關節(jié)軸的運動精度D.機器人負載能力的穩(wěn)定性答案：A解析：重復定位精度是衡量機器人多次到達同一位置的一致性，反映系統(tǒng)的穩(wěn)定性；絕對位置精度是單次運動的絕對誤差，二者概念不同。2.工業(yè)機器人常用的減速器中，適用于多關節(jié)機器人腰部、大臂等大扭矩部位的是（）。A.諧波減速器B.RV減速器C.行星減速器D.擺線針輪減速器答案：B解析：RV減速器由行星齒輪和擺線針輪組成，承載能力大、剛性高，適合大扭矩場景；諧波減速器體積小、傳動比大，多用于小臂、腕部等輕載高減速比部位。3.以下哪種坐標系是以機器人安裝基座為參考原點的固定坐標系？（）A.工具坐標系（ToolFrame）B.基坐標系（BaseFrame）C.用戶坐標系（UserFrame）D.關節(jié)坐標系（JointFrame）答案：B解析：基坐標系是機器人的基礎坐標系，原點固定在基座上；工具坐標系以末端工具為參考，用戶坐標系用于自定義工作平面，關節(jié)坐標系則以各關節(jié)角度為變量。4.工業(yè)機器人示教編程時，“線性運動”指令的作用是（）。A.使機器人末端沿各關節(jié)軸獨立運動B.使機器人末端沿空間直線軌跡運動C.使機器人末端沿圓弧軌跡運動D.使機器人末端沿工具坐標系的坐標軸運動答案：B解析：線性運動（LinearMotion）指令控制末端執(zhí)行器沿兩點間的直線軌跡運動，區(qū)別于關節(jié)運動（各軸獨立運動，軌跡可能為曲線）。5.工業(yè)機器人伺服系統(tǒng)中，編碼器的主要作用是（）。A.檢測電機電流B.檢測電機轉速和位置C.檢測負載扭矩D.檢測環(huán)境溫度答案：B解析：編碼器是伺服系統(tǒng)的反饋元件，用于實時檢測電機的旋轉角度（位置）和轉速，實現(xiàn)閉環(huán)控制。6.以下哪種輸入輸出信號屬于機器人的“數(shù)字量輸入（DI）”？（）A.來自傳感器的0-10V電壓信號B.來自急停按鈕的開關信號（通/斷）C.來自溫度傳感器的4-20mA電流信號D.來自視覺系統(tǒng)的圖像數(shù)據(jù)答案：B解析：數(shù)字量輸入（DI）為開關量信號（0或1），如按鈕、接近開關的通斷；模擬量輸入（AI）為連續(xù)信號（如電壓、電流）；圖像數(shù)據(jù)屬于通信數(shù)據(jù)（如TCP/IP）。7.工業(yè)機器人進行工具坐標系標定時，常用的“3點標定法”需要示教（）。A.工具尖端在基坐標系下的3個不同位置點B.工具尖端在同一空間點的3個不同姿態(tài)C.工具側面在基坐標系下的3個不同位置點D.工具底面與工作臺面接觸的3個點答案：B解析：3點標定法通過保持工具尖端接觸同一參考點（如固定銷），改變機器人姿態(tài)（3種不同角度），系統(tǒng)計算工具坐標系相對于法蘭的偏移量（X、Y、Z、Rx、Ry、Rz）。8.工業(yè)機器人程序中，“WAIT”指令的作用是（）。A.等待外部信號滿足條件后繼續(xù)執(zhí)行B.暫停程序并等待用戶手動操作C.等待機器人到達目標點后繼續(xù)執(zhí)行D.等待系統(tǒng)初始化完成答案：A解析：“WAIT”指令通常用于邏輯控制，例如“WAITDI1=1”表示當數(shù)字量輸入DI1為高電平時，程序繼續(xù)執(zhí)行。9.工業(yè)機器人的負載能力是指（）。A.機器人末端能承受的最大靜載荷B.機器人末端在額定速度下能承受的最大動載荷C.機器人各關節(jié)軸的最大扭矩D.機器人整機的最大重量答案：B解析：負載能力需考慮動態(tài)條件（如加速、減速時的慣性力），通常標注為“額定負載（kg）”，指末端執(zhí)行器在規(guī)定速度和加速度下能穩(wěn)定攜帶的最大質量。10.以下哪種情況會導致工業(yè)機器人出現(xiàn)“超程報警”？（）A.機器人運行速度超過設定最大值B.機器人關節(jié)運動超出軟件或硬件限位范圍C.機器人末端負載超過額定值D.機器人伺服電機溫度過高答案：B解析：超程報警是由于關節(jié)軸運動超出了預設的限位（軟件限位或硬件限位開關觸發(fā)），需手動反向移動關節(jié)退出限位區(qū)域。11.工業(yè)機器人與PLC通信時，常用的通信協(xié)議是（）。A.ModbusTCPB.CAN總線C.ProfibusDPD.以上都是答案：D解析：工業(yè)機器人與PLC的通信協(xié)議需根據(jù)具體品牌和場景選擇，ModbusTCP（以太網(wǎng)）、CAN總線（控制器局域網(wǎng)）、ProfibusDP（西門子常用）均為常見協(xié)議。12.工業(yè)機器人進行圓弧插補編程時，需要指定（）。A.起點、終點、圓心B.起點、終點、半徑C.起點、中間點、終點D.起點、終點、旋轉方向答案：A解析：圓弧插補需定義起點、終點和圓心（或通過起點、終點、中間點間接確定圓心），系統(tǒng)根據(jù)三點計算圓弧軌跡。13.工業(yè)機器人的“零點校準”是為了（）。A.調整機器人各關節(jié)的機械間隙B.確保編碼器位置與機械零點一致C.優(yōu)化機器人的運動速度D.校準機器人的負載能力答案：B解析：零點校準（ZeroCalibration）通過將關節(jié)移動到機械零點位置（如標記槽對齊），并重置編碼器的絕對位置值，確?？刂葡到y(tǒng)的位置數(shù)據(jù)與機械位置一致。14.以下哪種傳感器常用于工業(yè)機器人的碰撞檢測？（）A.視覺傳感器B.力/力矩傳感器C.激光測距傳感器D.溫度傳感器答案：B解析：力/力矩傳感器（F/TSensor）安裝在機器人末端或關節(jié)處，通過檢測接觸力的突變實現(xiàn)碰撞檢測；視覺傳感器用于識別物體，激光測距用于測量距離。15.工業(yè)機器人的“工作空間”是指（）。A.機器人安裝基座的占地面積B.機器人末端執(zhí)行器能到達的所有空間點的集合C.機器人控制柜的尺寸范圍D.機器人安全防護欄的區(qū)域答案：B解析：工作空間由機器人的結構（臂長、關節(jié)自由度）決定，通常用三維空間范圍描述（如球體、圓柱體的交集）。二、多項選擇題（每題3分，共30分，少選得1分，錯選不得分）1.工業(yè)機器人的組成部分包括（）。A.機械本體B.控制系統(tǒng)C.驅動系統(tǒng)D.末端執(zhí)行器答案：ABCD解析：機械本體（機身、臂部、腕部）、控制系統(tǒng)（控制器、示教器）、驅動系統(tǒng)（伺服電機、減速器）、末端執(zhí)行器（抓手、焊槍等）是工業(yè)機器人的四大核心部分。2.以下屬于工業(yè)機器人安全防護裝置的是（）。A.急停按鈕B.安全柵欄C.激光掃描儀（區(qū)域防護）D.示教器上的使能開關答案：ABCD解析：急停按鈕用于緊急停止，安全柵欄隔離危險區(qū)域，激光掃描儀檢測闖入者，使能開關確保示教時機器人僅能低速運行（按下使能鍵時，松開則停止）。3.工業(yè)機器人的控制模式包括（）。A.手動模式（示教模式）B.自動模式（循環(huán)運行）C.遠程模式（通過網(wǎng)絡控制）D.單步模式（逐條執(zhí)行程序）答案：ABCD解析：手動模式用于示教編程，自動模式用于批量生產(chǎn)，遠程模式通過上位機控制，單步模式用于程序調試。4.工業(yè)機器人工具坐標系的標定方法有（）。A.3點標定法B.6點標定法C.接觸式標定（使用標定針）D.視覺標定（通過攝像頭定位）答案：ABCD解析：3點/6點標定法是示教編程常用方法；接觸式標定通過工具尖端接觸固定點實現(xiàn)；視覺標定通過攝像頭拍攝工具位置，計算坐標系偏移。5.工業(yè)機器人伺服電機過熱的可能原因有（）。A.電機負載過大（如超過額定扭矩）B.編碼器故障導致反饋異常C.散熱風扇損壞或通風不良D.控制參數(shù)設置不當（如加速度過高）答案：ABCD解析：負載過大、編碼器故障（導致電機過流）、散熱不良、參數(shù)設置不合理（頻繁急加速）均會導致電機過熱。6.工業(yè)機器人程序中常用的邏輯指令包括（）。A.IF-THEN-ELSE（條件判斷）B.FOR循環(huán)（重復執(zhí)行）C.CALL（調用子程序）D.SET/RESET（設置/復位輸出信號）答案：ABCD解析：邏輯指令用于實現(xiàn)程序的流程控制，如條件判斷、循環(huán)、子程序調用及IO信號控制。7.工業(yè)機器人的軌跡規(guī)劃可分為（）。A.關節(jié)空間規(guī)劃（各軸獨立運動）B.笛卡爾空間規(guī)劃（末端沿直線/曲線運動）C.速度規(guī)劃（設定最大速度、加速度）D.力控制規(guī)劃（按接觸力調整軌跡）答案：AB解析：軌跡規(guī)劃主要分為關節(jié)空間（各軸角度隨時間變化）和笛卡爾空間（末端位姿隨時間變化）兩類；速度規(guī)劃是軌跡規(guī)劃的參數(shù)設置，力控制屬于控制策略。8.以下關于工業(yè)機器人原點的描述正確的是（）。A.原點是機器人各關節(jié)的機械零點位置B.原點校準后，編碼器的位置值被重置為零C.機器人斷電重啟后，需重新校準原點（無絕對編碼器時）D.原點位置可通過示教器上的“歸零”功能手動設置答案：ABC解析：原點是機械設計的零點，校準后編碼器記錄該位置為零；若使用增量式編碼器（無絕對位置記憶），斷電后需重新校準；“歸零”功能是自動或手動移動至原點，而非設置原點。9.工業(yè)機器人與外部設備（如PLC、傳感器）通信的方式包括（）。A.數(shù)字量IO通信（DI/DO）B.模擬量IO通信（AI/AO）C.工業(yè)以太網(wǎng)通信（如Profinet、EtherNet/IP）D.現(xiàn)場總線通信（如CANopen、DeviceNet）答案：ABCD解析：IO通信用于簡單開關量/模擬量交互，工業(yè)以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線用于高速、大容量數(shù)據(jù)傳輸（如坐標數(shù)據(jù)、狀態(tài)信息）。10.工業(yè)機器人維護的基本內(nèi)容包括（）。A.定期檢查減速器潤滑油量B.清潔伺服電機和編碼器C.測試急停按鈕和安全裝置的有效性D.更新控制系統(tǒng)軟件版本答案：ABCD解析：維護包括機械部分（減速器潤滑）、電氣部分（電機清潔、編碼器檢查）、安全部分（急停測試）及軟件部分（系統(tǒng)升級）。三、判斷題（每題1分，共10分，正確打√，錯誤打×）1.工業(yè)機器人的自由度越多，工作空間越大，靈活性越高。（）答案：√解析：自由度（DOF）指獨立運動的軸數(shù)，6自由度機器人可實現(xiàn)任意位置和姿態(tài)（XYZ+RPY），自由度越多，靈活性越強。2.工業(yè)機器人在自動模式下運行時，示教器上的使能開關可以不用按下。（）答案：×解析：自動模式下機器人以全速運行，示教器使能開關僅在手動模式（示教/單步）下使用；自動模式需通過外部啟動按鈕或PLC信號觸發(fā)。3.工具坐標系標定錯誤會導致機器人末端執(zhí)行器的實際位置與程序中的目標位置不一致。（）答案：√解析：工具坐標系定義了末端工具相對于法蘭的偏移量，標定錯誤會導致程序中的目標點（以工具坐標系為參考）與實際位置偏差。4.工業(yè)機器人的重復定位精度通常高于絕對定位精度。（）答案：√解析：重復定位精度反映系統(tǒng)穩(wěn)定性（多次運動的一致性），絕對定位精度受機械誤差、減速器間隙等影響，通常重復精度更高（如±0.02mmvs±0.1mm）。5.工業(yè)機器人運行中突然斷電，重啟后可直接繼續(xù)執(zhí)行未完成的程序。（）答案：×解析：斷電后機器人位置信息（編碼器數(shù)據(jù)）可能丟失（若使用增量式編碼器），需重新校準原點并手動返回斷電前位置，方可繼續(xù)執(zhí)行程序。6.工業(yè)機器人的“碰撞檢測”功能可通過設置關節(jié)扭矩閾值實現(xiàn)，當扭矩超過閾值時觸發(fā)急停。（）答案：√解析：碰撞檢測的一種方式是監(jiān)控伺服電機的扭矩（電流），當扭矩突變超過設定閾值時，系統(tǒng)判定發(fā)生碰撞并停止運動。7.工業(yè)機器人的用戶坐標系用于定義工件的安裝位置，可簡化編程（無需頻繁切換基坐標系）。（）答案：√解析：用戶坐標系（UserFrame）將工件的基準點設為原點，編程時以用戶坐標系為參考，避免因工件位置變化重新示教所有點。8.工業(yè)機器人程序中的“速度”參數(shù)僅影響末端執(zhí)行器的移動速度，不影響關節(jié)軸的運動速度。（）答案：×解析：速度參數(shù)通常指末端執(zhí)行器在笛卡爾空間的線速度（如mm/s），系統(tǒng)會根據(jù)運動學逆解計算各關節(jié)軸的角速度，因此會間接影響關節(jié)速度。9.工業(yè)機器人的“負載曲線”表示機器人在不同工作半徑下能承受的最大負載，半徑越大，允許負載越小。（）答案：√解析：由于力矩=力×力臂，工作半徑（力臂）增大時，為避免關節(jié)扭矩超限，允許的負載（力）需減小，因此負載曲線通常隨半徑增大而下降。10.工業(yè)機器人的“安全等級”由ISO10218標準規(guī)定，主要涉及機械結構、控制系統(tǒng)和防護裝置的安全要求。（）答案：√解析：ISO10218是工業(yè)機器人安全的國際標準，規(guī)定了設計、安裝、操作中的安全要求（如緊急停止、防護等級、故障診斷）。四、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述工業(yè)機器人示教編程的基本步驟。答案：（1）初始化：開機并校準機器人原點，確保各關節(jié)位置正確；（2）選擇控制模式：切換至手動模式（示教模式），按下示教器使能開關；（3）定義工具坐標系：通過3點或6點標定法設置末端工具的偏移量；（4）定義用戶坐標系：根據(jù)工件位置示教用戶坐標系的原點和方向；（5）示教目標點：手動移動機器人至各目標位置（如起點、中間點、終點），記錄坐標；（6）編寫運動指令：為各目標點添加運動類型（線性/關節(jié)）、速度、精度等參數(shù)；（7）添加邏輯控制：插入WAIT、IF、CALL等指令實現(xiàn)流程控制（如等待外部信號、循環(huán)執(zhí)行）；（8）程序調試：單步運行程序，檢查軌跡和邏輯是否正常；（9）保存程序：將示教好的程序保存至控制器內(nèi)存或外部存儲設備。2.說明工業(yè)機器人伺服系統(tǒng)的組成及各部分作用。答案：伺服系統(tǒng)由伺服電機、伺服驅動器、編碼器和控制器組成：（1）伺服電機：將電能轉換為機械能，驅動機器人關節(jié)運動；（2）伺服驅動器：接收控制器的指令（如位置、速度），調節(jié)電機的電壓和電流，控制電機運行；（3）編碼器：安裝在電機軸上，實時檢測電機的旋轉角度（位置）和轉速，反饋給驅動器形成閉環(huán)控制；（4）控制器：生成運動指令（如目標位置、速度曲線），并協(xié)調各軸驅動器的動作，實現(xiàn)機器人軌跡規(guī)劃。3.列舉工業(yè)機器人常見的故障類型及對應的排查方法。答案：（1）報警故障（如超程報警）：查看示教器報警代碼，確認是軟件限位（調整限位參數(shù)）還是硬件限位（手動反向移動關節(jié)退出限位）；（2）伺服故障（如電機過載）：檢查負載是否超限，清潔電機散熱口，測試編碼器信號是否正常；（3）通信故障（如與PLC通信中斷）：檢查網(wǎng)線/總線連接是否松動，確認IP地址/站號設置正確，使用診斷工具（如Wireshark）監(jiān)測通信數(shù)據(jù)；（4）機械故障（如關節(jié)異響）：檢查減速器潤滑油量，觀察關節(jié)間隙是否過大（可能需更換減速器）；（5）IO信號異常（如DI無輸入）：用萬用表測量信號端電壓（24V或0V），檢查傳感器或按鈕是否損壞，排查接線端子是否松動。4.解釋工業(yè)機器人“工具坐標系”和“用戶坐標系”的區(qū)別及應用場景。答案：（1）工具坐標系（ToolFrame）：以機器人法蘭末端為原點，描述末端執(zhí)行器（如抓手、焊槍）相對于法蘭的位置和方向。應用場景：當更換工具（如從焊槍換成吸盤）時，需重新標定工具坐標系，確保程序中的目標點與實際工具位置一致。（2）用戶坐標系（UserFrame）：以工件或工作臺的某個基準點為原點，定義機器人的工作平面。應用場景：當工件安裝位置變化（如旋轉90度）時，通過重新示教用戶坐標系，可保留原有程序中的相對位置，避免重新示教所有目標點。五、實操題（每題10分，共20分）1.現(xiàn)有一臺六軸工業(yè)機器人（品牌：ABBIRB120），需編寫一個搬運程序，要求：從取料位（A點）抓取工件，沿直線移動至放料位（B點），放下工件后返回A點上方100mm處（C點）。請描述具體編程步驟（包括工具標定、坐標系設置、程序指令）。答案：（1）工具標定（假設末端為氣動抓手）：①手動將機器人移動至安全位置，安裝抓手并固定；②選擇“工具坐標系標定”功能，進入3點標定界面；③示教第1點：保持抓手尖端接觸固定參考點（如標定銷），記錄位置；④示教第2點：保持抓手尖端接觸同一參考點，旋轉機器人腕部（改變姿態(tài)），記錄位置；⑤示教第3點：再次改變姿態(tài)并接觸參考點，記錄位置；⑥系統(tǒng)自動計算工具坐標系（X、Y、Z偏移及旋轉角度），保存為“Tool1”。（2）用戶坐標系設置（以取料位工作臺為基準）：①進入“用戶坐標系標定”功能，選擇“3點法”；②示教原點（U0）：將抓手尖端接觸工作臺左上角基準點；③示教X軸點（U1）：將抓手沿工作臺X軸方向移動至另一基準點（如右上角）；④示教Y軸點（U2）：將抓手沿工作臺Y軸方向移動至另一基準點（如左下角）；⑤系統(tǒng)自動計算用戶坐標系，保存為“WorkObject1”。（3）程序編寫（RAPID語言示例）：MODULEPickAndPlaceCONSTrobtargetA:=[[100,200,50],[1,0,0,0],[9E9,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9]];!取料位A點（用戶坐標系下）CONSTrobtargetB:=[[300,200,50],[1,0,0,0],[9E9,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9]];!放料位B點（用戶坐標系下）CONSTrobtargetC:=[[100,200,150],[1,0,0,0],[9E9,9E9,9E9,9E9,9E9,9E9]];!返回點C點（A點上方100mm）PROCmain()MoveJoffs(A,0,0,50),v100,z50,Tool1\WObj:=WorkObject1;!快速移動至A點上方50mm（避免碰撞）MoveLA,v50,fine,Tool1\WObj:=WorkObject1;!線性移動至A點（抓取位置）SetDO1;!輸出DO1（觸發(fā)抓手閉合）WaitTime0.5;!等待抓手夾緊MoveLB,v100,fine,Tool1\WObj:=WorkObject1;!線性移動至B點（放料位置）ResetDO1;!輸出DO1（觸發(fā)抓手松開）WaitTime0.5;!等待抓手松開MoveLC,v100,z50,Tool1\W