工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)集成培訓(xùn)試題2025年應(yīng)用技術(shù)卷及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題1分，共20分。每題只有一個(gè)正確答案，請(qǐng)將正確選項(xiàng)字母填入括號(hào)內(nèi)）1.在工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)集成中，決定末端執(zhí)行器可達(dá)空間的關(guān)鍵參數(shù)是（）。A.重復(fù)定位精度B.關(guān)節(jié)最大速度C.工作半徑D.本體重量答案：C2.當(dāng)使用EtherCAT總線擴(kuò)展I/O模塊時(shí)，為保證同步周期穩(wěn)定，首要配置的參數(shù)是（）。A.分布時(shí)鐘偏移B.PDO映射長度C.從站節(jié)點(diǎn)地址D.電纜屏蔽層接地答案：A3.在PLCopenPart4規(guī)范中，機(jī)器人軸組與外部軸組協(xié)同運(yùn)動(dòng)的功能塊名稱為（）。A.MC_MoveVelocityB.MC_CamInC.MC_GearInD.MC_MoveLinearAbsolute答案：B4.某六軸機(jī)器人采用絕對(duì)式多圈編碼器，斷電后位置信息保存在（）。A.伺服驅(qū)動(dòng)器RAMB.編碼器齒輪機(jī)構(gòu)C.編碼器非易失存儲(chǔ)D.控制器CF卡答案：C5.對(duì)視覺定位結(jié)果進(jìn)行手眼標(biāo)定，若相機(jī)固定于機(jī)器人法蘭上方，則采用的變換鏈為（）。A.Base→Tool→Camera→ObjectB.Base→Camera→Tool→ObjectC.Camera→Base→Tool→ObjectD.Tool→Camera→Base→Object答案：A6.在SafetyBusp網(wǎng)絡(luò)中，實(shí)現(xiàn)安全急停信號(hào)雙通道冗余的器件是（）。A.安全繼電器B.安全PLCC.安全I(xiàn)/O端子D.安全編碼器答案：C7.采用激光焊縫跟蹤時(shí)，傳感器輸出偏差量為Δx=0.8mm，機(jī)器人坐標(biāo)系下Y方向補(bǔ)償增益Kp=0.5，則Y軸修正量為（）。A.0.4mmB.0.8mmC.1.6mmD.0mm答案：A8.在RoboGuide中建立變位機(jī)模型時(shí)，必須首先定義的坐標(biāo)系為（）。A.WorldB.UserC.JointD.Base答案：D9.當(dāng)機(jī)器人與MES系統(tǒng)對(duì)接時(shí)，用于上報(bào)設(shè)備狀態(tài)的通信協(xié)議首選（）。A.ModbusRTUB.OPCUAC.CANopenD.TCP/IPSocket答案：B10.在伺服電機(jī)選型計(jì)算中，若負(fù)載慣量比JL/JM=8，則推薦采用的措施為（）。A.提高減速比B.降低電機(jī)轉(zhuǎn)速C.增大電機(jī)功率D.加裝制動(dòng)器答案：A11.對(duì)機(jī)器人進(jìn)行S曲線加減速規(guī)劃，可顯著降低（）。A.軌跡誤差B.關(guān)節(jié)磨損C.能耗D.循環(huán)時(shí)間答案：B12.在FANUC系統(tǒng)中，將數(shù)字I/O配置為UOP信號(hào)，需修改的系統(tǒng)變量為（）。A.$RMT_MASTERB.$UOP_CONFIGC.$DIN[n]D.$IO_AUTO答案：B13.當(dāng)使用力控打磨時(shí)，若接觸力超差持續(xù)200ms，系統(tǒng)應(yīng)觸發(fā)的安全動(dòng)作是（）。A.減速至10%B.力控切換位控C.立即回退20mmD.暫停程序并報(bào)警答案：D14.在KUKA.WorkVisual中，將外部軸添加為機(jī)器人第七軸，需將其類型設(shè)置為（）。A.KinematicB.ExternalKinematicC.SplineD.Conveyor答案：B15.對(duì)機(jī)器人進(jìn)行雙機(jī)協(xié)同，若采用主從模式，主站需廣播給從站的核心數(shù)據(jù)為（）。A.關(guān)節(jié)電流B.工具坐標(biāo)C.運(yùn)動(dòng)指令幀D.伺服報(bào)警碼答案：C16.在視覺系統(tǒng)中，若像素當(dāng)量=0.05mm/pixel，圖像測(cè)得邊緣間距為120pixel，則實(shí)際距離為（）。A.6mmB.12mmC.2.4mmD.60mm答案：A17.當(dāng)機(jī)器人與AGV聯(lián)動(dòng)，AGV?？烤取?mm，為補(bǔ)償位置偏差，機(jī)器人最適合采用（）。A.絕對(duì)定位B.視覺伺服C.力控D.激光跟蹤答案：B18.在STO（SafeTorqueOff）功能激活后，伺服驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部狀態(tài)為（）。A.母線電壓切斷B.PWM脈沖封鎖C.電機(jī)三相短路D.制動(dòng)器釋放答案：B19.對(duì)機(jī)器人進(jìn)行負(fù)載識(shí)別，若采用加速度法，需首先記錄的參數(shù)為（）。A.關(guān)節(jié)電流B.關(guān)節(jié)角度C.關(guān)節(jié)速度D.關(guān)節(jié)溫度答案：A20.在RobotStudio中創(chuàng)建Smart組件，用于實(shí)現(xiàn)夾具夾緊/松開動(dòng)作的子組件是（）。A.LinearMoverB.Attacher/DetacherC.PoseMoverD.Sensor答案：B二、多項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分。每題有兩個(gè)或兩個(gè)以上正確答案，多選、少選、錯(cuò)選均不得分）21.下列哪些屬于工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)集成“機(jī)械接口”設(shè)計(jì)范疇（）。A.法蘭過渡板B.管線包拖鏈C.工具快換裝置D.伺服電機(jī)抱閘E.基座減震墊答案：ABCE22.在采用ProfinetIRT實(shí)時(shí)通信時(shí)，為保證抖動(dòng)<1μs，需滿足（）。A.使用專用ASIC交換機(jī)B.禁用生成樹協(xié)議C.節(jié)點(diǎn)數(shù)≤64D.網(wǎng)線長度≤100mE.帶寬≥1Gbps答案：ABCD23.機(jī)器人打磨工作站中，導(dǎo)致打磨質(zhì)量波動(dòng)的因素有（）。A.砂帶線速度B.工件溫度C.法向力波動(dòng)D.機(jī)器人絕對(duì)精度E.環(huán)境濕度答案：ABCD24.在KUKA系統(tǒng)變量中，與軌跡精度直接相關(guān)的有（）。A.$VEL_AXISB.$ACC_AXISC.$APO.CDISD.$TOOLE.$LOAD答案：ABC25.關(guān)于機(jī)器人與數(shù)控機(jī)床協(xié)同，正確的安全措施包括（）。A.安全門聯(lián)鎖B.光柵保護(hù)C.雙手啟動(dòng)D.安全限速E.安全卸載區(qū)答案：ABCDE26.在視覺引導(dǎo)抓取中，需計(jì)算的變換矩陣有（）。A.相機(jī)內(nèi)參B.手眼矩陣C.工具坐標(biāo)D.基坐標(biāo)E.工件坐標(biāo)答案：ABE27.下列哪些操作會(huì)導(dǎo)致機(jī)器人零點(diǎn)丟失（）。A.更換伺服電池B.手動(dòng)拆下電機(jī)C.更新操作系統(tǒng)D.斷電重啟E.碰撞導(dǎo)致編碼器滑圈答案：ABE28.在FANUC力控功能中，提供的力控坐標(biāo)系有（）。A.ToolB.WorldC.UserD.JogE.Base答案：ACE29.對(duì)機(jī)器人進(jìn)行能效評(píng)估，需采集的數(shù)據(jù)包括（）。A.關(guān)節(jié)電流B.循環(huán)時(shí)間C.環(huán)境溫度D.氣壓E.電機(jī)再生功率答案：ABE30.在RoboDK中，支持的后處理器有（）。A.FANUCB.KUKAC.ABBD.YaskawaE.Staubli答案：ABCDE三、填空題（每空1分，共20分）31.在六軸機(jī)器人中，若J5軸運(yùn)動(dòng)范圍為±120°，則其工作空間在J5=0°截面呈現(xiàn)________對(duì)稱。答案：左右32.采用CANopen總線時(shí)，心跳報(bào)文Producer的COBID=________hex。答案：700+NodeID33.在PLCopen規(guī)范中，功能塊MC_ReadActualPosition的輸出引腳為________。答案：Position34.若機(jī)器人末端線速度v=1m/s，轉(zhuǎn)彎半徑r=0.2m，則向心加速度a=________m/s2。答案：535.在KUKA系統(tǒng)中，變量$CYCFLAG[1]用于表示________信號(hào)。答案：循環(huán)標(biāo)志36.當(dāng)使用增量式編碼器時(shí)，每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)為2500，四倍頻后分辨率為________ppr。答案：1000037.在視覺系統(tǒng)中，若鏡頭焦距f=25mm，物距u=500mm，像高h(yuǎn)=10mm，則視野高度H=________mm。答案：20038.對(duì)機(jī)器人進(jìn)行雙機(jī)協(xié)同，若主從延遲>________ms，將產(chǎn)生明顯軌跡錯(cuò)位。答案：839.在FANUC系統(tǒng)中，宏指令CALLPROGRAM的M代碼為________。答案：M19840.當(dāng)機(jī)器人采用STO安全功能后，若要恢復(fù)運(yùn)行，必須執(zhí)行________操作。答案：故障復(fù)位+伺服上電41.在RobotStudio中，將組件設(shè)置為“Source”后，需配合________組件實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)生成。答案：Queue42.對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行增益整定時(shí)，若速度環(huán)帶寬提高2倍，則位置環(huán)跟隨誤差將降低至原來的________。答案：1/243.在激光焊縫跟蹤中，若采樣頻率為2kHz，焊接速度為1.2m/min，則每毫米采樣點(diǎn)數(shù)為________。答案：10044.若機(jī)器人基座發(fā)生2°傾斜，采用三點(diǎn)法示教UserFrame，最大角度誤差約為________°。答案：245.在Yaskawa系統(tǒng)中，用于設(shè)置外部軸減速比的參數(shù)為________。答案：Pn80846.對(duì)機(jī)器人進(jìn)行壽命評(píng)估，ISO9283規(guī)定連續(xù)運(yùn)行________小時(shí)為可靠性試驗(yàn)周期。答案：50047.在Profinet中，RT等級(jí)3對(duì)應(yīng)的循環(huán)時(shí)間最小為________μs。答案：25048.當(dāng)機(jī)器人與AGV采用VDA5050協(xié)議對(duì)接時(shí)，AGV上報(bào)位姿的JSON字段為________。答案：nodeId49.在力控打磨中，若力傳感器分辨率0.05N，系統(tǒng)信噪比要求≥20dB，則允許最大噪聲________N。答案：0.00550.對(duì)機(jī)器人進(jìn)行能效等級(jí)評(píng)定，若循環(huán)能耗E=0.8kWh，ISO50001規(guī)定A級(jí)門檻為0.6kWh，則該站能效等級(jí)為________級(jí)。答案：C四、簡答題（共30分）51.（封閉型，6分）說明在機(jī)器人系統(tǒng)集成中，進(jìn)行“工作半徑校核”的三步流程，并指出校核不合格時(shí)的兩種整改措施。答案：1)根據(jù)末端執(zhí)行器尺寸及工件圖紙，計(jì)算最遠(yuǎn)作業(yè)點(diǎn)Pmax到機(jī)器人基座中心水平距離D；2)查閱機(jī)器人手冊(cè)，獲得J1軸在最大伸展時(shí)的水平半徑Rmax；3)比較D≤Rmax?安全余量(≥50mm)。整改：①更換更大臂展型號(hào)；②移動(dòng)機(jī)器人基座或重新布置工位。52.（開放型，8分）某客戶要求將現(xiàn)有手工打磨升級(jí)為機(jī)器人自動(dòng)化，工件為不銹鋼曲面，表面粗糙度要求Ra≤0.4μm。請(qǐng)列出系統(tǒng)集成方案中需重點(diǎn)論證的五大技術(shù)難點(diǎn)，并給出對(duì)應(yīng)解決思路。答案：1)曲面軌跡精度：采用離線編程+激光掃描二次修正；2)恒力控制：六維力傳感器+自適應(yīng)PID+前饋補(bǔ)償；3)砂帶磨損補(bǔ)償：視覺監(jiān)測(cè)砂帶磨粒+實(shí)時(shí)速度閉環(huán)；4)熱變形：氣冷+分段打磨+溫升模型預(yù)測(cè)；5)多品種換型：快換工具+機(jī)器人側(cè)視覺識(shí)別工件型號(hào)自動(dòng)調(diào)用程序。53.（封閉型，6分）寫出在KUKA.WorkVisual中配置外部軸為“定位器”時(shí)，必須填寫的三項(xiàng)參數(shù)及其物理意義。答案：1)減速比：電機(jī)側(cè)轉(zhuǎn)速與軸側(cè)轉(zhuǎn)速之比；2)運(yùn)動(dòng)方向：定義電機(jī)正轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)軸旋轉(zhuǎn)方向；3)極限角度：軟限位上下限，防止機(jī)械碰撞。54.（開放型，10分）某上下料系統(tǒng)由機(jī)器人+AGV+立體庫組成，MES下達(dá)訂單后需實(shí)現(xiàn)“黑燈”生產(chǎn)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一套信息流拓?fù)鋱D（文字描述），并說明各節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)格式與實(shí)時(shí)性要求。答案：拓?fù)洌篗ES→OPCUAServer→中央PLC→機(jī)器人PLC←→AGV調(diào)度PLC←→立體庫WCS。數(shù)據(jù)格式：MES下發(fā)XML含訂單號(hào)、工件圖號(hào)、數(shù)量；OPCUA采用UABinary編碼，周期100ms；機(jī)器人PLC與AGV采用VDA5050JSON，周期200ms；立體庫WCS采用TCP/IPModbus，周期500ms。實(shí)時(shí)性：機(jī)器人抓取≤50ms延遲，AGV路徑更新≤200ms，立體庫出庫≤2s。五、應(yīng)用題（共60分）55.（計(jì)算類，10分）某六軸機(jī)器人搬運(yùn)20kg箱體，行程水平移動(dòng)1.2m，垂直提升0.8m，減速機(jī)慣量可忽略，電機(jī)側(cè)參數(shù)：JM=0.2kg·m2，減速比n=50，效率η=0.9，求電機(jī)所需峰值轉(zhuǎn)矩。（重力加速度g=9.8m/s2，加速時(shí)間t=0.3s，勻速速度v=1m/s）答案：1)負(fù)載折算慣量JL=m·r2/n2=20·(1.2/2π·50)2≈0.029kg·m2；2)總慣量JT=JM+JL=0.229kg·m2；3)角加速度α=2π·v/(r·t)=2π·1/(0.024·0.3)=872rad/s2；4)加速轉(zhuǎn)矩Ta=JT·α=0.229·872≈200N·m；5)重力轉(zhuǎn)矩Tg=m·g·r/n=20·9.8·0.024=4.7N·m；6)峰值轉(zhuǎn)矩Tpeak=(Ta+Tg)/η=(200+4.7)/0.9≈227N·m。56.（分析類，15分）某焊接工作站出現(xiàn)“起弧不穩(wěn)定”故障，統(tǒng)計(jì)1000次作業(yè)，失效32次?，F(xiàn)場(chǎng)記錄變量：焊絲伸出長度、保護(hù)氣流量、工件間隙、母材溫度、機(jī)器人速度。用魚骨圖法列出五大要因，并給出驗(yàn)證試驗(yàn)方案。答案：魚骨：人（示教偏差）、機(jī)（焊槍導(dǎo)電嘴磨損）、料（焊絲直徑波動(dòng)）、法（電流波形）、環(huán)（側(cè)風(fēng)）。驗(yàn)證：1)更換新導(dǎo)電嘴，失效降至5次，確認(rèn)“導(dǎo)電嘴磨損”顯著；2)采用閉環(huán)送絲，失效再降3次；3)風(fēng)速儀監(jiān)測(cè)側(cè)風(fēng)>1m/s時(shí)，失效增加，加擋風(fēng)板后失效1次；4)DOE正交試驗(yàn)表明焊絲伸出長度由15mm調(diào)至12mm，失效降50%；5)最終CPK由0.83提升至1.67。57.（綜合類，20分）設(shè)計(jì)一套“機(jī)器人+視覺+導(dǎo)軌”的柔性裝配站，裝配四種型號(hào)的汽車空調(diào)壓縮機(jī)離合器，節(jié)拍≤45s，切換時(shí)間≤3min。要求：1)繪出平面布置圖（文字描述坐標(biāo)及尺寸）；2)列出關(guān)鍵硬件清單含型號(hào)；3)給出視覺識(shí)別+補(bǔ)償算法流程；4)計(jì)算年產(chǎn)能（年工作300天，雙班制）。答案：1)布置：機(jī)器人KUKAKR60R2100位于4m長第七軸地軌中心，視覺相機(jī)BasleracA250060uc固定于龍門架，高度1.8m，視野400mm×300mm；來料傳送帶平行導(dǎo)軌布置，間距1.2m，成品皮帶垂直布置；共4個(gè)料框，每個(gè)占地800mm×600mm，呈“品”字圍繞機(jī)器人。2)硬件：KR60R2100×1，KRC4compact×1，地軌KL2000×1，伺服電機(jī)MSK101E×1，相機(jī)Basler×2，鏡頭35mm×2，環(huán)形光源φ300mm×2，PLCSiemensS71500×1，HMITP1200×1，快換SWS020×1，夾具自定心機(jī)械指×1。3)流程：①相機(jī)觸發(fā)拍照；②Canny提取離合器外圓；③最小二乘擬合圓心