工業(yè)機器人焊縫跟蹤系統(tǒng)調(diào)試技師（高級）考試試卷及答案工業(yè)機器人焊縫跟蹤系統(tǒng)調(diào)試技師（高級）考試試卷及答案一、填空題（每題1分，共10分）1.工業(yè)機器人焊縫跟蹤常用的接觸式傳感器是______。答案：觸覺傳感器（探針式傳感器）2.激光焊縫跟蹤傳感器的核心部件是______。答案：激光發(fā)射器+CCD相機3.調(diào)試前需確認機器人與傳感器的______已標定。答案：相對位置（坐標系）4.焊縫跟蹤精度主要取決于傳感器______和算法精度。答案：分辨率5.常用跟蹤算法有最小二乘法和______。答案：卡爾曼濾波算法6.傳感器需安裝在機器人______（末端/夾具）。答案：末端7.窄間隙焊縫優(yōu)先用______傳感器（接觸/激光）。答案：激光8.調(diào)試關(guān)鍵參數(shù)包括采樣頻率和______。答案：跟蹤速度9.傳感器數(shù)據(jù)需轉(zhuǎn)換為機器人______坐標系。答案：工具10.離線編程需考慮虛擬環(huán)境與______的差異。答案：實際焊接環(huán)境二、單項選擇題（每題2分，共20分）1.高溫焊縫跟蹤優(yōu)先選______傳感器。A.激光B.觸覺C.超聲波D.紅外答案：B2.傳感器與焊縫距離一般控制在______。A.5-10mmB.10-50mmC.50-100mmD.100-200mm答案：B3.焊縫跟蹤調(diào)試第一步是______。A.參數(shù)設(shè)置B.傳感器標定C.離線編程D.試焊答案：B4.最難跟蹤的焊縫是______。A.直線B.角焊C.曲線D.對接焊答案：C5.實時性最好的跟蹤算法是______。A.最小二乘法B.卡爾曼濾波C.粒子濾波D.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)答案：A6.工具坐標系原點應(yīng)設(shè)在______。A.傳感器中心B.焊槍tipC.機器人法蘭D.夾具基準答案：B7.激光傳感器不采用______掃描方式。A.點掃描B.線掃描C.面掃描D.隨機掃描答案：D8.補償量計算基于______。A.傳感器偏差B.機器人速度C.焊接電流D.氣體流量答案：A9.無需重新標定傳感器的情況是______。A.傳感器移位B.夾具更換C.焊槍更換D.參數(shù)微調(diào)答案：D10.焊縫跟蹤精度一般要求______。A.±0.1mmB.±0.5mmC.±1mmD.±2mm答案：B三、多項選擇題（每題2分，共20分）1.焊縫跟蹤系統(tǒng)組成包括______。A.傳感器B.控制器C.機器人D.焊接電源答案：ABCD2.接觸式傳感器優(yōu)點有______。A.抗干擾強B.耐高溫C.精度高D.成本低答案：ABD3.激光傳感器缺點有______。A.易受煙塵干擾B.成本高C.抗高溫差D.精度低答案：ABC4.調(diào)試前需檢查______。A.傳感器連線B.機器人零點C.焊接參數(shù)D.環(huán)境光照答案：ABD5.坐標系轉(zhuǎn)換方法有______。A.四點標定B.六點標定C.九點標定D.隨機標定答案：AC6.適用場景包括______。A.汽車焊接B.工程機械C.船舶焊接D.電子焊接答案：ABC7.常見調(diào)試問題有______。A.偏差大B.跟蹤滯后C.焊縫識別錯D.參數(shù)不合理答案：ABCD8.影響精度的因素有______。A.傳感器分辨率B.機器人重復(fù)精度C.環(huán)境溫度D.氣體種類答案：ABC9.算法優(yōu)化方向有______。A.提高實時性B.抗干擾C.降計算量D.提精度答案：ABCD10.控制方式包括______。A.位置控制B.速度控制C.力控制D.力矩控制答案：AC四、判斷題（每題2分，共20分）1.激光傳感器可直接檢測焊縫熔深。（×）2.接觸式傳感器跟蹤速度比激光快。（×）3.調(diào)試前必須完成傳感器標定。（√）4.曲線焊縫僅調(diào)速度即可跟蹤。（×）5.補償量是固定值無需實時計算。（×）6.高溫環(huán)境優(yōu)先用激光傳感器。（×）7.采樣頻率越高精度一定越高。（×）8.離線編程可完全替代實際調(diào)試。（×）9.工具坐標系標定影響跟蹤精度。（√）10.跟蹤系統(tǒng)可自動適應(yīng)焊縫間隙變化。（√）五、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述焊縫跟蹤系統(tǒng)調(diào)試步驟。答案：調(diào)試分7步：①前期準備：檢查傳感器連線、機器人零點、環(huán)境光照（激光需遮光）；②傳感器標定：用四點/九點法確定與工具坐標系的相對位置；③離線仿真：模擬跟蹤路徑，驗證偏差邏輯；④試焊測試：用試板設(shè)置初始參數(shù)（采樣頻率、速度），記錄偏差；⑤參數(shù)優(yōu)化：調(diào)整濾波系數(shù)、補償速度，降低偏差；⑥穩(wěn)定性驗證：連續(xù)焊多件，確認無滯后、偏差穩(wěn)定；⑦最終確認：整理記錄，符合工藝要求。2.接觸式與激光傳感器適用場景差異？答案：接觸式適用：①高溫、煙塵環(huán)境（電弧焊）；②成本敏感、簡單焊縫（直線/角焊）；③精度≤±1mm場景。激光適用：①高精度（≤±0.5mm）、復(fù)雜焊縫（曲線/窄間隙）；②自動化生產(chǎn)線，需焊縫輪廓數(shù)據(jù)（間隙/錯邊）；③小批量多品種但對精度要求高的場景。兩者互補，需結(jié)合工藝、成本選擇。3.傳感器偏差如何轉(zhuǎn)換為機器人補償量？答案：分3步：①采集偏差：激光傳感器通過線掃描獲輪廓，接觸式通過探針位移得X/Y/Z偏差；②坐標轉(zhuǎn)換：用標定的轉(zhuǎn)換矩陣，將傳感器坐標偏差轉(zhuǎn)為機器人工具坐標；③計算補償：根據(jù)偏差大小方向，結(jié)合機器人速度，實時計算補償量（如X向0.5mm則末端移動0.5mm）；④反饋控制：將補償量發(fā)控制器，實現(xiàn)跟蹤（部分用卡爾曼濾波優(yōu)化）。4.如何解決“跟蹤滯后”問題？答案：原因及解決：①采樣頻率低：提高至50Hz左右；②機器人響應(yīng)慢：調(diào)整加速度、jerk值；③算法計算大：簡化算法（如最小二乘法）或升級控制器；④傳感器安裝遠：靠近焊槍tip（≤50mm）；⑤環(huán)境干擾：激光加遮光罩，接觸式清潔探針；⑥參數(shù)不合理：降低跟蹤速度（15-20mm/s），調(diào)整濾波系數(shù)。六、討論題（每題5分，共10分）1.如何提高復(fù)雜曲線焊縫跟蹤精度？答案：需多維度優(yōu)化：①硬件：選高分辨率（≤0.1mm）線激光傳感器，靠近焊槍安裝（30-50mm）；②算法：用B樣條曲線擬合+卡爾曼濾波，抑制噪聲；③標定：九點標定確保坐標轉(zhuǎn)換誤差≤0.1mm；④環(huán)境：焊接區(qū)加遮光簾，減少強光干擾；⑤參數(shù)：開發(fā)自適應(yīng)算法，根據(jù)曲率調(diào)整速度和補償量；⑥仿真：離線預(yù)定義曲線特征，減少實際偏差。綜合硬件、算法、工藝，才能滿足復(fù)雜曲線精度要求。2.焊縫跟蹤系統(tǒng)在智能工廠的價值及趨勢？答案：價值：①提質(zhì)量：減少偏差，廢品率降30%+；②提效率：減少人工調(diào)整，連續(xù)生產(chǎn)能力提升；③降成本：減少焊材損耗，降低人工成本；④自動化：與M