(2025)工業(yè)機(jī)器人考試試題及參考答案一、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.工業(yè)機(jī)器人本體中，負(fù)責(zé)將伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)的常用部件是（）。A.諧波減速器B.滾珠絲杠C.同步帶D.蝸輪蝸桿答案：B2.在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)中，若已知末端執(zhí)行器位姿求各關(guān)節(jié)角度，則該問題屬于（）。A.正運(yùn)動(dòng)學(xué)B.逆運(yùn)動(dòng)學(xué)C.靜力學(xué)D.動(dòng)力學(xué)答案：B3.下列哪種傳感器最適合用于機(jī)器人末端執(zhí)行器實(shí)時(shí)抓取力閉環(huán)控制（）。A.光電編碼器B.六維力/力矩傳感器C.霍爾開關(guān)D.紅外測(cè)距傳感器答案：B4.工業(yè)機(jī)器人在運(yùn)行過程中出現(xiàn)“奇異點(diǎn)”時(shí)，最直觀的現(xiàn)象是（）。A.電機(jī)溫升異常B.關(guān)節(jié)速度突變或超限C.重復(fù)定位精度下降D.控制柜急停報(bào)警答案：B5.對(duì)于六自由度垂直多關(guān)節(jié)機(jī)器人，若僅想改變工具姿態(tài)而不改變工具中心點(diǎn)位置，應(yīng)選用哪種坐標(biāo)系進(jìn)行手動(dòng)示教（）。A.關(guān)節(jié)坐標(biāo)系B.世界坐標(biāo)系C.工具坐標(biāo)系D.用戶坐標(biāo)系答案：C6.在機(jī)器人編程語言中，語句“MoveLpTarget,v1000,z50,tGripper;”里的“z50”表示（）。A.轉(zhuǎn)彎半徑50mmB.加速度50%C.減速度50%D.工具坐標(biāo)系Z軸偏移50mm答案：A7.下列哪項(xiàng)不是工業(yè)機(jī)器人控制柜常規(guī)安全功能（）。A.安全圍欄門鎖監(jiān)控B.雙通道急?；芈稢.安全限速（SLS）D.激光雷達(dá)SLAM導(dǎo)航答案：D8.當(dāng)機(jī)器人需要與外部軸（如變位機(jī)）做同步協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)時(shí)，必須啟用的功能是（）。A.多任務(wù)B.外部軸聯(lián)動(dòng)C.力控打磨D.視覺伺服答案：B9.在機(jī)器人TCP標(biāo)定過程中，采用“四點(diǎn)法”時(shí)，四點(diǎn)應(yīng)（）。A.共線B.共面C.位于同一圓周且圓心為TCPD.位于同一球面且球心為TCP答案：D10.若機(jī)器人關(guān)節(jié)減速器潤(rùn)滑脂更換周期標(biāo)注為“4000h或1年”，決定最終周期的首要依據(jù)是（）。A.現(xiàn)場(chǎng)溫度B.負(fù)載率與運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度C.電網(wǎng)電壓D.控制柜風(fēng)扇轉(zhuǎn)速答案：B11.機(jī)器人力控打磨中，常用的“導(dǎo)納控制”屬于（）。A.位置控制B.力/位混合控制C.阻抗控制D.前饋控制答案：C12.在機(jī)器人視覺定位中，若采用“眼在手上”安裝方式，相機(jī)坐標(biāo)系與機(jī)器人基坐標(biāo)系之間的變換矩陣需通過（）獲得。A.手眼標(biāo)定B.九點(diǎn)標(biāo)定C.單點(diǎn)標(biāo)定D.激光跟蹤儀答案：A13.機(jī)器人伺服電機(jī)抱閘失效，最可能導(dǎo)致（）。A.定位誤差增大B.斷電后關(guān)節(jié)下墜C.編碼器計(jì)數(shù)丟失D.電機(jī)過熱答案：B14.下列哪種總線最適用于機(jī)器人與PLC之間小于1ms的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)交換（）。A.ModbusRTUB.PROFINETIRTC.Ethernet/IPD.CANopen答案：B15.在ISO102181中，機(jī)器人安全停車類別分為（）。A.1類、2類B.0類、1類、2類C.0類、1類D.1類、2類、3類答案：B16.機(jī)器人末端執(zhí)行器采用真空吸盤時(shí)，若吸附力不足，首先應(yīng)檢查（）。A.真空泵電壓B.壓縮空氣壓力C.吸盤直徑D.系統(tǒng)真空度答案：D17.當(dāng)機(jī)器人程序運(yùn)行至“WaitDIdiPartPresent,1;”語句時(shí)，若diPartPresent信號(hào)持續(xù)為0，則機(jī)器人（）。A.報(bào)警停止B.跳過等待繼續(xù)運(yùn)行C.一直等待直至信號(hào)為1D.自動(dòng)重啟答案：C18.機(jī)器人控制柜內(nèi)CMOS電池電量耗盡，最可能導(dǎo)致（）。A.伺服驅(qū)動(dòng)器燒毀B.示教器黑屏C.系統(tǒng)時(shí)間丟失與程序丟失D.電機(jī)編碼器損壞答案：C19.在機(jī)器人弧焊應(yīng)用中，設(shè)定“擺動(dòng)頻率”2Hz、“擺幅”3mm，則焊接速度為300mm/min時(shí)，每毫米焊縫的擺動(dòng)次數(shù)約為（）。A.0.4次B.0.2次C.2.0次D.0.02次答案：A20.機(jī)器人與外部設(shè)備通過Ethernet/IP通信，若機(jī)器人作為Scanner，外部設(shè)備作為Adapter，則數(shù)據(jù)交換觸發(fā)方式通常為（）。A.機(jī)器人輪詢B.外部設(shè)備中斷C.定時(shí)廣播D.事件觸發(fā)答案：A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)器人常用減速器類型（）。A.RV減速器B.諧波減速器C.行星減速器D.蝸輪蝸桿減速器答案：ABC22.機(jī)器人逆運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)值解法中，可能引起求解失敗的因素包括（）。A.初始迭代點(diǎn)遠(yuǎn)離真值B.雅可比矩陣奇異C.目標(biāo)點(diǎn)超出工作空間D.關(guān)節(jié)限位答案：ABCD23.關(guān)于機(jī)器人安全回路，下列說法正確的是（）。A.雙通道冗余B.必須自檢C.可單通道運(yùn)行D.故障時(shí)必須進(jìn)入安全狀態(tài)答案：ABD24.機(jī)器人視覺系統(tǒng)做2D定位時(shí)，影響像素當(dāng)量的因素有（）。A.相機(jī)分辨率B.工作距離C.鏡頭焦距D.光源顏色答案：ABC25.機(jī)器人伺服驅(qū)動(dòng)器報(bào)警“編碼器電池電壓低”，可能造成的后果有（）。A.多圈數(shù)據(jù)丟失B.零位偏移C.電機(jī)飛車D.需要重新校準(zhǔn)絕對(duì)零位答案：ABD26.下列哪些措施可有效降低機(jī)器人振動(dòng)（）。A.降低KP增益B.增加加速度C.路徑平滑D.質(zhì)量慣量匹配答案：ACD27.機(jī)器人弧焊起始點(diǎn)尋位方式包括（）。A.接觸傳感B.激光尋位C.視覺尋位D.電弧傳感答案：ABC28.機(jī)器人與MES系統(tǒng)集成的數(shù)據(jù)內(nèi)容通常包括（）。A.生產(chǎn)節(jié)拍B.報(bào)警信息C.工藝參數(shù)D.能耗數(shù)據(jù)答案：ABCD29.機(jī)器人工具坐標(biāo)系標(biāo)定方法有（）。A.三點(diǎn)法B.四點(diǎn)法C.五點(diǎn)法D.六點(diǎn)法（XZ方向）答案：BD30.下列哪些屬于協(xié)作機(jī)器人安全特征（）。A.功率與力限制B.安全皮膚C.安全限速D.安全圍欄答案：ABC三、填空題（每空1分，共20分）31.機(jī)器人學(xué)中，DH參數(shù)共四個(gè)，分別為連桿長(zhǎng)度、連桿扭角、________、________。答案：連桿偏距；關(guān)節(jié)角32.若機(jī)器人基坐標(biāo)系下某點(diǎn)P坐標(biāo)為(400,0,600)，工具坐標(biāo)系原點(diǎn)在基坐標(biāo)系下為(300,0,500)，則P點(diǎn)在工具坐標(biāo)系下的坐標(biāo)為________。答案：(100,0,100)33.某六自由度機(jī)器人關(guān)節(jié)減速比為100:1，電機(jī)端編碼器分辨率為17bit，則關(guān)節(jié)端單圈分辨率為________脈沖。答案：1310720034.機(jī)器人控制柜中，將交流220V轉(zhuǎn)換為直流24V的模塊通常稱為________電源。答案：開關(guān)35.機(jī)器人程序中，Trap例行程序常用于處理________事件。答案：中斷36.在機(jī)器人弧焊中，干伸長(zhǎng)指焊絲導(dǎo)電嘴端部到________的距離。答案：工件表面37.機(jī)器人與外部軸做直線同步運(yùn)動(dòng)時(shí)，需將外部軸映射為________坐標(biāo)系下的附加軸。答案：世界38.機(jī)器人伺服驅(qū)動(dòng)器采用“三環(huán)控制”，從內(nèi)到外依次為電流環(huán)、________環(huán)、________環(huán)。答案：速度；位置39.若機(jī)器人末端負(fù)載慣量增大，為保持系統(tǒng)穩(wěn)定，應(yīng)________速度環(huán)增益。答案：降低40.機(jī)器人視覺系統(tǒng)中，像素坐標(biāo)(u,v)轉(zhuǎn)換為圖像物理坐標(biāo)(x,y)需使用________參數(shù)。答案：內(nèi)參四、判斷題（每題1分，共10分。正確打“√”，錯(cuò)誤打“×”）41.機(jī)器人重復(fù)定位精度一定高于絕對(duì)定位精度。（）答案：√42.機(jī)器人工具坐標(biāo)系方向必須與法蘭坐標(biāo)系方向一致。（）答案：×43.機(jī)器人關(guān)節(jié)抱閘為斷電制動(dòng)型。（）答案：√44.機(jī)器人控制柜IP54防護(hù)等級(jí)表示完全防塵且防短時(shí)間浸水。（）答案：×45.機(jī)器人伺服電機(jī)編碼器采用增量式時(shí)，斷電后無需重新校準(zhǔn)零位。（）答案：×46.機(jī)器人路徑規(guī)劃中，S曲線加減速可減小機(jī)械沖擊。（）答案：√47.機(jī)器人TCP標(biāo)定精度與示教點(diǎn)數(shù)無關(guān)，只與操作者經(jīng)驗(yàn)有關(guān)。（）答案：×48.機(jī)器人與PLC采用PROFINET通信時(shí)，可使用GSDML文件描述設(shè)備功能。（）答案：√49.機(jī)器人奇異點(diǎn)只出現(xiàn)在腕部中心與J4、J6軸共線的情況。（）答案：×50.協(xié)作機(jī)器人若觸發(fā)力限值，應(yīng)立即停止并報(bào)警，不可繼續(xù)運(yùn)行。（）答案：√五、簡(jiǎn)答題（共30分）51.（6分）簡(jiǎn)述工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)“三環(huán)控制”的基本原理，并說明各環(huán)作用。答案：電流環(huán)為最內(nèi)環(huán)，控制電機(jī)電流，實(shí)現(xiàn)電磁轉(zhuǎn)矩快速響應(yīng)；速度環(huán)為中環(huán)，以電流環(huán)為內(nèi)環(huán)，控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，抑制擾動(dòng)；位置環(huán)為最外環(huán)，以速度環(huán)為內(nèi)環(huán)，控制關(guān)節(jié)位置，保證定位精度。三環(huán)由內(nèi)到外帶寬遞減，外環(huán)輸出作為內(nèi)環(huán)給定，形成串級(jí)結(jié)構(gòu)，兼顧響應(yīng)速度與穩(wěn)定性。52.（6分）列舉機(jī)器人視覺引導(dǎo)抓取系統(tǒng)的典型工作流程，并說明各步驟關(guān)鍵技術(shù)。答案：1.圖像采集：觸發(fā)相機(jī)拍照，需抗反光照明；2.目標(biāo)識(shí)別：采用模板匹配或深度學(xué)習(xí)，提取目標(biāo)位姿；3.手眼標(biāo)定：建立相機(jī)與機(jī)器人基坐標(biāo)系關(guān)系；4.坐標(biāo)轉(zhuǎn)換：將像素位姿轉(zhuǎn)為機(jī)器人基坐標(biāo)；5.路徑規(guī)劃：生成無碰撞抓取軌跡；6.抓取執(zhí)行：力控或位置控完成抓取。關(guān)鍵技術(shù)包括高精度標(biāo)定、抗遮擋識(shí)別、實(shí)時(shí)通信與碰撞檢測(cè)。53.（6分）說明機(jī)器人奇異點(diǎn)對(duì)實(shí)際應(yīng)用的影響，并給出兩種規(guī)避策略。答案：奇異點(diǎn)導(dǎo)致雅可比矩陣秩虧，關(guān)節(jié)速度突變，軌跡偏離甚至停機(jī)。規(guī)避策略：1.路徑規(guī)劃時(shí)避開奇異區(qū)域，采用微小位姿調(diào)整；2.采用阻尼最小二乘法求解逆運(yùn)動(dòng)學(xué)，限制關(guān)節(jié)速度范數(shù)，犧牲部分精度換取連續(xù)性。54.（6分）解釋“重復(fù)定位精度”與“絕對(duì)定位精度”的區(qū)別，并說明提高絕對(duì)精度的兩種工程方法。答案：重復(fù)定位精度指多次到達(dá)同一點(diǎn)的一致性；絕對(duì)定位精度指到達(dá)指令點(diǎn)的準(zhǔn)確程度。提高絕對(duì)精度方法：1.采用激光跟蹤儀測(cè)量機(jī)器人全空間誤差，建立誤差模型補(bǔ)償；2.提高連桿制造與裝配精度，減少DH參數(shù)誤差。55.（6分）機(jī)器人弧焊過程中出現(xiàn)焊縫咬邊，試分析三種可能原因并提出解決措施。答案：原因1：焊接速度過快，熔池填充不足；措施：降低速度或提高送絲速度。原因2：干伸長(zhǎng)過長(zhǎng)，電弧不穩(wěn)；措施：縮短干伸長(zhǎng)并校準(zhǔn)TCP。原因3：焊接角度不當(dāng)，電弧吹力過大；措施：調(diào)整焊槍傾角至后傾10°–15°，減小吹力。六、計(jì)算題（共30分）56.（10分）某六自由度機(jī)器人腕部結(jié)構(gòu)滿足球腕條件，J4、J5、J6軸交于一點(diǎn)。已知J5軸為零時(shí)，J4與J6軸平行。若機(jī)器人處于奇異位形，且J5=0°，求此時(shí)雅可比矩陣J的秩，并說明理由。答案：球腕奇異位形下，J5=0°使J4與J6共線，腕部三個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度退化為兩個(gè)，雅可比子矩陣列向量線性相關(guān)，秩為5，虧秩1。57.（10分）某機(jī)器人關(guān)節(jié)最大加速度為αmax=3000°/s2，最大速度為vmax=180°/s，采用梯形加減速，求單關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)θ=60°所需最短運(yùn)動(dòng)時(shí)間tmin。答案：加速段t1=vmax/αmax=0.06s，加速段角度θ1=0.5αmaxt12=5.4°；減速段對(duì)稱，θ3=5.4°；勻速段角度θ2=60°?2×5.4°=49.2°；勻速段時(shí)間t2=θ2/vmax=0.2733s；總時(shí)間tmin=2t1+t2=0.3933s≈0.393s。58.（10分）機(jī)器人末端負(fù)載質(zhì)量m=10kg，桿件質(zhì)量可忽略，重心距離關(guān)節(jié)1軸線L=800mm，若要求機(jī)器人在斷電情況下保持位置，關(guān)節(jié)1抱閘需提供最小靜摩擦力矩τb。設(shè)安全系數(shù)k=2，摩擦系數(shù)μ=0.4，抱閘半徑r=60mm，求τb。答案：負(fù)載重力F=mg=98N；所需摩擦力Ff=kF=196N；抱閘正壓力N=Ff/μ=490N；力矩τb=Nr=490×0.06=29.4N·m。七、綜合應(yīng)用題（共20分）59.（20分）某汽車座椅焊接工位采用兩臺(tái)六自由度機(jī)器人R1、R2協(xié)同作業(yè)，工位布局如下：R1負(fù)責(zé)座椅骨架點(diǎn)定焊，R2負(fù)責(zé)滿焊；中間設(shè)180°伺服變位機(jī)，對(duì)稱布置兩夾具，實(shí)現(xiàn)上件與焊接并行。已知：1.單座椅焊接點(diǎn)數(shù)共80點(diǎn)，點(diǎn)定焊20點(diǎn)，滿焊60點(diǎn)；2.R1點(diǎn)焊平均2s/點(diǎn)，R2弧焊平均1.5s/點(diǎn)；3.變位機(jī)旋轉(zhuǎn)180°時(shí)間6s，夾具切換時(shí)間4s；4.人工上件時(shí)間40s，下件時(shí)間20s，與焊接并行；5.年工作300天，雙班制，每班8h，設(shè)備利用率85%，廢品率2%。求：（1）理論節(jié)拍Tt；（2）年產(chǎn)能Q；（3）若將R2弧焊速度提高