2025年高職焊接技術與自動化(焊接機器人)試題及答案1.單項選擇題（每題1分，共20分）1.1焊接機器人示教再現(xiàn)過程中，最關鍵的安全聯(lián)鎖信號是A.伺服就緒B.急?；芈稢.焊絲余量D.保護氣流量答案：B1.2在MIG焊機器人系統(tǒng)中，若送絲速度由8m/min突降至4m/min，焊接電流一般會A.增大30%B.減小約40%C.不變D.先增后減答案：B1.3對6軸垂直多關節(jié)機器人而言，腕部奇異點主要發(fā)生在A.J4=0°B.J5=0°C.J6=0°D.J2=90°答案：B1.4采用激光視覺尋位時，若鋼板表面涂有防銹油，最可能造成的誤差來源是A.反射率下降B.折射角偏移C.光斑散射D.波長漂移答案：C1.5在ISO102181:2011中，機器人本體安全停類別最高可達到A.Cat1B.Cat2C.Cat3D.Cat4答案：C1.6若機器人TCP重復定位精度標稱為±0.05mm，則實際焊接V形坡口鈍邊2mm時，允許根部間隙最大偏差通常不超過A.0.2mmB.0.5mmC.0.8mmD.1.0mm答案：B1.7脈沖MIG焊中，一脈一滴的臨界過渡頻率f與焊絲直徑d經驗關系為f≈120/d，當d=1.2mm時，f約為A.50HzB.100HzC.120HzD.200Hz答案：B1.8機器人電弧跟蹤系統(tǒng)采用擺動電弧采樣，若擺動頻率固定為5Hz，機器人前進速度為600mm/min，則相鄰兩采樣點中心距為A.1mmB.2mmC.4mmD.6mm答案：B1.9在PLC與機器人Profinet通信中，I/O映射地址QW64表示A.機器人第64位數(shù)字輸入B.PLC輸出第64字節(jié)C.機器人模擬量輸出6VD.PLC第64字輸出答案：D1.10焊接夾具定位銷材料通常選40Cr并淬火至HRC48，其主要目的是A.防銹B.耐磨C.導磁D.減振答案：B1.11若機器人基坐標系{B}相對大地坐標系{G}繞Z軸旋轉30°，則旋轉矩陣第三列為A.[001]TB.[100]TC.[010]TD.[001]T答案：A1.12使用CO2焊時，若氣瓶壓力表讀數(shù)為5MPa，瓶內剩余CO2質量約為總重的A.10%B.25%C.50%D.80%答案：C1.13機器人焊接工作站節(jié)拍計算中，輔助時間占比一般不宜超過A.15%B.30%C.45%D.60%答案：B1.14對1mm薄板對接，若采用Φ0.8mm焊絲，最佳干伸長為A.5mmB.10mmC.15mmD.20mm答案：B1.15在Tandem雙絲焊中，前絲與后絲間距通常保持A.5mmB.15mmC.30mmD.50mm答案：B1.16若機器人控制柜內部溫度超過45℃，系統(tǒng)將首先觸發(fā)A.風扇提速B.報警暫停C.伺服斷電D.程序復位答案：A1.17焊接電源外特性曲線下降斜率越大，說明恒流性能A.越好B.越差C.不變D.與弧長無關答案：A1.18在RobotStudio中，若要將目標點沿工具Z方向偏移5mm，應在“Trans”中輸入A.005B.500C.050D.005答案：A1.19若焊槍噴嘴內徑為16mm，則保護氣流量最佳設置約為A.5L/minB.10L/minC.20L/minD.30L/min答案：C1.20對相同焊縫，機器人焊接熱輸入一般比手工焊降低約A.5%B.15%C.30%D.50%答案：B2.多項選擇題（每題2分，共20分；每題至少有兩個正確答案，多選少選均不得分）2.1下列哪些因素會顯著影響機器人MIG焊的弧長穩(wěn)定性A.送絲輪磨損B.焊絲鍍銅層脫落C.二次電纜接頭松動D.工件表面粗糙度E.控制柜接地電阻答案：ABC2.2機器人激光焊縫跟蹤系統(tǒng)的主要硬件包括A.半導體激光器B.CCD/CMOS相機C.帶通濾光片D.伺服焊槍E.電容傳感器答案：ABC2.3關于機器人焊接工作站安全圍欄，符合ISO13857要求的有A.高度≥1.4mB.底部離地≤180mmC.門與急停聯(lián)鎖D.使用聚碳酸酯板E.圍欄內任意點到危險區(qū)水平距離≥500mm答案：ABCD2.4在脈沖MIG焊中，影響熔滴過渡形態(tài)的電參數(shù)有A.峰值電流B.基值電流C.脈沖頻率D.占空比E.電感量答案：ABCD2.5機器人焊接程序中，使用“Search_1D”指令可實現(xiàn)A.工件高度尋位B.焊縫起始點修正C.坡口寬度測量D.焊絲回燒E.TCP重校答案：AB2.6下列焊接缺陷中，機器人焊接比手工焊更易控制到較低水平的有A.咬邊B.氣孔C.焊穿D.夾鎢E.未熔合答案：ABC2.7對鋁合金機器人MIG焊，推薦采用的焊絲送絲軟管類型有A.鋼質螺旋管B.特氟龍內襯管C.尼龍11管D.聚氨酯開口管E.聚酰胺雙層管答案：BCE2.8機器人焊接工作站進行CE認證時，技術文件必須包含A.風險評估報告B.電氣原理圖C.焊接工藝規(guī)程D.使用說明書E.噪音測試報告答案：ABDE2.9若機器人第五軸角速度限制為150°/s，下列哪些運動可能觸發(fā)超速報警A.直線運動時姿態(tài)變化率>150°/sB.關節(jié)運動J5=200°/sC.圓弧運動J5=140°/sD.外軸協(xié)同E1=160°/sE.手動全速示教J5答案：BE2.10采用雙機器人協(xié)調焊接同一長焊縫時，必須考慮A.同步時鐘B.干涉區(qū)設置C.焊槍姿態(tài)鏡像D.大地坐標統(tǒng)一E.焊機特性一致答案：ABD3.填空題（每空1分，共20分）3.1機器人焊接常用的四大家族品牌是________、________、________、________。答案：FANUC、ABB、KUKA、YASKAWA3.2在MIG焊中，若焊絲伸出長度增加10mm，則焊接電流大約下降________%。答案：8~123.3機器人TCP校準常用的三點法，三點應分布在空間________面上，且夾角盡量接近________°。答案：同一球，903.4ISO6947規(guī)定，PA位置代號表示________位置，PC表示________位置。答案：平焊，橫焊3.5若機器人基坐標系原點到變位機旋轉中心距離為500mm，則該尺寸必須在________坐標系中精確定義。答案：大地或World3.6脈沖MIG焊中，一脈一滴的臨界電流與焊絲直徑平方成________比。答案：正3.7機器人控制柜內CMOS電池電壓低于________V時需更換，否則易丟失mastering數(shù)據(jù)。答案：2.83.8在激光焊縫跟蹤中，常用結構光平面與焊槍電極軸線夾角為________°~________°。答案：25，353.9若焊機額定暫載率為60%，則在400A電流下可連續(xù)工作________分鐘。答案：63.10機器人焊接工作站中，ProfinetRT更新周期最小可達________ms。答案：0.253.11對碳鋼MAG焊，保護氣C1組分為Ar+________%CO2。答案：183.12若機器人第六軸減速比為120:1，電機編碼器為17位，則單圈分辨率為________脈沖。答案：1310723.13焊接電源輸出端電感量增大，則短路過渡頻率________。答案：降低3.14機器人程序中，MoveL指令默認使用________插補。答案：直線3.15若焊槍噴嘴粘附大量飛濺，將導致保護氣流動狀態(tài)由層流變?yōu)開_______流。答案：紊3.16在RobotStudio中，將目標點robtarget的robconf設置為[1,0,1,0]表示軸配置為________。答案：前方，上方，二軸未翻轉，四六軸未翻轉3.17對1mm不銹鋼薄板對接，機器人MIG焊最佳根部間隙為________mm。答案：0~0.23.18若焊接速度提高一倍而熱輸入保持不變，則焊接電流應大約增加________%。答案：413.19機器人焊接工作站中，安全PLC與機器人控制器之間的安全信號一般采用________協(xié)議。答案：SafetyBUSp或CIPSafety3.20在焊接機器人路徑優(yōu)化中，采用S曲線加減速可減小________沖擊。答案：機械4.判斷題（每題1分，共10分；正確打“√”，錯誤打“×”）4.1機器人第五軸角度為0°時，第四與第六軸軸線重合，此時機器人處于奇異點。答案：√4.2對同一焊絲，采用脈沖MIG比連續(xù)MIG熔敷率一定更高。答案：×4.3機器人焊接程序中，速度數(shù)據(jù)v1000表示TCP速度為1000mm/s。答案：√4.4激光焊縫跟蹤系統(tǒng)對鋁合金氧化膜厚度變化不敏感。答案：×4.5若機器人伺服驅動器顯示“SV0445”，表示編碼器電池電壓低。答案：√4.6在ISO156141中，試件厚度為12mm的對接焊縫，覆蓋范圍上限為1.1倍。答案：×4.7采用雙脈沖MIG焊可進一步降低鋁合金焊接氣孔率。答案：√4.8機器人焊接工作站必須單獨設置保護接地，其接地電阻≤10Ω。答案：×4.9對碳鋼MAG焊，隨著CO2比例增加，飛濺率單調上升。答案：√4.10機器人示教時，若按住Deadman開關到第二檔，再按啟動鍵即可進入自動模式。答案：×5.簡答題（共30分）5.1（封閉型，4分）列舉機器人MIG焊產生氣孔的三大主要原因，并給出對應防止措施。答案：1.工件表面有油銹水分——焊前機械或化學清理；2.保護氣流量不足或風大——調整流量≥15L/min，設擋風；3.焊絲伸出過長導致氣體提前散失——控制干伸長10~15mm。5.2（開放型，6分）某廠使用ABBIRB4600/2.05焊接1.5mm厚汽車縱梁，節(jié)拍要求72s/件，焊縫總長1.8m，現(xiàn)測得實際節(jié)拍85s。請給出三種可行的節(jié)拍優(yōu)化思路并說明理由。答案：1.提高焊接速度：原600mm/min提至800mm/min，焊接時間可減27s；2.采用雙機器人對稱焊，單機器人焊接長度減半，理論節(jié)拍降至42s；3.優(yōu)化空行程：使用“QuickMove”曲線，將空移速度由v1500提至v3000，節(jié)省空移時間約8s；4.減少尋位次數(shù)：由每段尋位改為整體一次尋位，節(jié)省6s；5.變位機聯(lián)動：使焊縫始終處于船形位置，可一次成型，減少翻轉4s。5.3（封閉型，5分）說明機器人激光焊縫跟蹤系統(tǒng)的標定步驟。答案：1.安裝激光器與相機，確保光平面與焊槍相對固定；2.使用標準棋盤格或球桿，采集10幅以上不同位姿圖像；3.提取光條中心，建立相機內參與手眼關系方程；4.通過Tsai或Zhang算法求解相機外參；5.將偏移量寫入機器人控制器，驗證誤差≤0.1mm。5.4（開放型，5分）對比機器人MIG焊與激光電弧復合焊在8mm厚高強鋼對接中的優(yōu)劣。答案：MIG：設備成本低，橋接能力強，根部間隙容忍2mm，但熱輸入高、變形大，需多層焊；激光MIG：一次穿透8mm，速度1.5m/min，熱輸入降低30%，變形小，但設備成本高，對坡口裝配間隙要求≤0.3mm，需激光防護，維護復雜。5.5（封閉型，4分）寫出機器人焊接電源一元化調節(jié)的含義，并給出其實現(xiàn)條件。答案：含義：送絲速度與電壓按預設曲線自動匹配，用戶僅需調節(jié)送絲速度；條件：電源需有平外特性或緩降特性，控制單元存儲U=f(v)曲線，采用電壓反饋閉環(huán)，焊絲直徑與保護氣成分需固定。5.6（開放型，6分）某機器人工作站出現(xiàn)“電弧斷弧”報警，隨機發(fā)生，一天約3次。請給出系統(tǒng)排查流程。答案：1.檢查焊絲盤是否打滑，測送絲輪壓緊力；2.查看導電嘴磨損量，更換新嘴對比；3.用鉗形表監(jiān)測電纜電流波動，>10%即查接頭；4.檢查接地夾是否銹蝕，回路電阻>0.1Ω需打磨；5.查看電源參數(shù)PWH，若>5%，更換模塊；6.觀察保護氣流量，若瞬間<10L/min，查管路漏氣；7.檢查工件裝配間隙，若>1mm，調整夾具；8.升級機器人至最新固件，排除軟件BUG；9.記錄環(huán)境溫度濕度，若>90%RH，增加預熱；10.以上均無異常，更換備用焊機交叉驗證。6.應用題（共50分）6.1計算題（10分）某機器人焊接碳鋼角焊縫，焊腳尺寸4mm，焊接速度500mm/min，焊絲直徑1.2mm，熔敷率95%，電流220A，電壓24V。求：（1）熔敷速度（g/min）；（2）熱輸入（kJ/mm）；（3）若要求焊腳增大到6mm，速度應降為多少？已知：鋼密度7.8g/cm3，熔化系數(shù)0.75g/A·min。答案：（1）熔敷速度=220×0.75×0.95=156.8g/min；（2）熱輸入=(220×24)/(500/60)=0.63kJ/mm；（3）焊腳面積比=(6/4)2=2.25，速度v=500/2.25≈222mm/min。6.2分析題（10分）某廠采用FANUCM20iA焊接電池包鋁合金殼體，焊縫為1.2mm搭接，出現(xiàn)周期性燒穿，周期約等于送絲輪周長。請分析原因并給出解決措施。答案：原因：送絲輪凹槽磨損不均，導致送絲速度周期性波動，瞬時電流增大燒穿；措施：更換送絲輪，改用U型槽聚氨酯輪，調整壓緊力至0.2MPa，加裝編碼器反饋閉環(huán)，改用推拉式送絲，將焊絲盤與送絲機距離縮至2m以內，檢查焊絲彎曲半徑>300mm。6.3綜合設計題（30分）任務：為某客車底架長直焊縫（材料Q355，板厚8mm，坡口60°V形，鈍邊2mm，間隙1mm，焊縫長3m）設計一套雙機器人+變位機焊接方案，要求：1.一次焊透，根部質量達到ISO5817B級；2.節(jié)拍≤4min；3.變形量≤1mm/3m；4.給出設備選型、焊接參數(shù)、機器人路徑、變位機動作、夾具簡圖、檢測方法、安全方案及成本估算。答案：1.設備選型：機器人：ABBIRB46002.05×2，6軸，負載60kg，重復精度±0.06mm；變位機：L型雙軸伺服，翻轉±180°，回轉0.1~2rpm，承重3t；焊機：FroniusTPS500iPulse，脈沖特性，帶ArcT