2025年高職機器人調試(調試技術)專項考核試卷及答案一、單項選擇題（每題2分，共30分。每題只有一個正確答案，請將正確選項字母填入括號內）1.在工業(yè)機器人示教器中，若需將當前關節(jié)坐標系下的J4軸從+90°微調至+89.5°，最快捷的操作路徑是（）A.手動→坐標系→世界→J4→0.5→確認B.手動→坐標系→關節(jié)→J4→+0.5→確認C.手動→坐標系→關節(jié)→J4→0.5→確認D.手動→坐標系→工具→J4→0.5→確認答案：C2.某六軸機器人末端法蘭安裝面與工具TCP點之間的變換矩陣為T，若現(xiàn)場測得工具重心偏移向量P=[0080]T（單位mm），則新TCP相對于法蘭中心的Z方向偏移增量為（）A.0mmB.80mmC.80mmD.無法判斷答案：B3.當使用EtherCAT總線控制伺服驅動器時，下列PDO映射條目中最適合用作“伺服準備好”狀態(tài)信號的是（）A.0x6040:00B.0x6041:00C.0x6064:00D.0x607A:00答案：B4.在機器人弧焊應用中，若焊絲干伸長從15mm變?yōu)?5mm，且其他條件不變，則焊接電流的實測值一般會（）A.上升5%左右B.下降5%左右C.上升15%以上D.基本不變答案：A5.某型號協(xié)作機器人宣稱滿足ISO/TS15066安全規(guī)范，其瞬態(tài)接觸力閾值不超過（）A.80NB.120NC.150ND.200N答案：C6.使用激光跟蹤儀進行機器人絕對定位精度標定時，若采用“蛙跳”方法，其最主要目的是（）A.提高測量分辨率B.擴大測量范圍C.降低環(huán)境光干擾D.減少I/O延遲答案：B7.在ROS2中，下列命令可用于實時查看/joint_states話題中第2軸位置數(shù)據(jù)的是（）A.ros2topicecho/joint_states/position[1]B.ros2topicecho/joint_statesfieldposition[1]C.ros2topicfind/joint_statesD.ros2servicecall/joint_states答案：B8.機器人末端執(zhí)行器采用氣動夾爪，若現(xiàn)場氣源壓力從0.5MPa降至0.4MPa，則夾爪靜態(tài)夾持力將（）A.降為原來的0.64倍B.降為原來的0.8倍C.降為原來的0.5倍D.不變答案：B9.在YaskawaDX200控制柜中，若報警代碼為4320，其含義為（）A.伺服編碼器電池電壓低B.工具坐標系未設置C.超速故障D.放大器過熱答案：A10.某SCARA機器人在XY平面內做點到點運動，若關節(jié)2從30°減速到0°，此時關節(jié)1應保持靜止，則控制器應采用的插補方式為（）A.關節(jié)插補B.直線插補C.圓弧插補D.樣條插補答案：A11.在機器人視覺抓取中，若相機安裝方式為EyeinHand，則手眼標定求解的是（）A.相機到機器人的基坐標變換B.相機到末端法蘭的變換C.機器人基座到工作臺的變換D.末端法蘭到工具的變換答案：B12.使用KUKA.OfficeLite進行離線編程時，若需將.src文件導入到KRC4實機，必須通過的接口是（）A.EthernetKRLB.Cross3C.WorkVisualD.RSI答案：C13.在機器人關節(jié)減速機中，若RV減速機與諧波減速機相比，其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在（）A.零背隙B.高剛性C.重量輕D.成本低答案：B14.當機器人處于T1手動模式下，KUKA系統(tǒng)默認最大速度限制為（）A.125mm/sB.250mm/sC.500mm/sD.1000mm/s答案：B15.在ABBRobotStudio中，若需將虛擬控制器時間刻度加速到實際速度的4倍，應在“仿真”菜單中設置的參數(shù)為（）A.SimulationSpeed=400%B.SimulationSpeed=4C.TimeScale=1:4D.TimeScale=4:1答案：A二、多項選擇題（每題3分，共15分。每題有兩個或兩個以上正確答案，多選、少選、錯選均不得分）16.下列哪些因素會導致機器人重復定位精度下降（）A.減速機磨損B.伺服編碼器分辨率降低C.工具負載慣量增大D.控制柜散熱風扇停轉答案：A、B、C17.在機器人搬運工作站中，以下哪些信號應配置為安全I/O（）A.圍欄門開關B.光柵C.真空壓力開關D.急停按鈕答案：A、B、D18.關于機器人動力學參數(shù)辨識，下列說法正確的有（）A.需已知各連桿質量、質心、慣量B.可采用最小二乘法求解超定方程C.需采集關節(jié)位置、速度、加速度與力矩D.辨識結果可用于碰撞檢測答案：B、C、D19.在FANUCLRMate200iD中，若需通過TP程序實現(xiàn)碼垛，可使用的指令包括（）A.PALLETIZINGEXB.JPALLETIZINGC.LPALLETIZINGD.PICKUP答案：A、B、C20.下列哪些通信協(xié)議支持實時同步運動控制（）A.EtherCATB.PROFINETIRTC.Ethernet/IPD.POWERLINK答案：A、B、D三、填空題（每空2分，共20分）21.某六軸機器人在關節(jié)坐標系下各軸角度為[0,90,90,0,90,0]°，若采用ZYX歐拉角表示法蘭姿態(tài)，則對應的β角為________°。答案：022.在KUKA系統(tǒng)中，變量$VEL_AXIS[3]表示第4軸的________速度限制。答案：手動23.若機器人末端線速度為v=1000mm/s，加速度a=5000mm/s2，則達到該速度所需最短時間為________ms。答案：20024.某伺服電機額定扭矩為3N·m，減速比i=100，減速機效率η=0.8，則機器人關節(jié)端最大連續(xù)輸出扭矩為________N·m。答案：24025.在視覺定位中，若相機分辨率為2048×1536，像元尺寸為2.2μm，則傳感器靶面寬度為________mm。答案：4.505626.當機器人處于自動模式且安全門打開時，根據(jù)ISO102181，控制器應立即執(zhí)行________停止。答案：類別127.若激光位移傳感器模擬量輸出范圍為420mA，對應測量范圍50150mm，則12mA對應的距離為________mm。答案：10028.在ABBRAPID中，用于設置工具坐標系方向的指令為________。答案：ORobT29.某機器人控制柜輸入電源為三相380V，額定功率5kW，功率因數(shù)0.9，則滿載輸入電流約為________A。答案：8.430.在ROS2中，節(jié)點通過________機制實現(xiàn)分布式時間同步。答案：NTP/PTP（任一即可）四、判斷題（每題1分，共10分。正確打“√”，錯誤打“×”）31.機器人絕對定位精度一定高于重復定位精度。答案：×32.協(xié)作機器人可以在沒有任何外部防護的情況下與人共享工作空間。答案：×33.在EtherCAT總線中，從站之間可采用分布式時鐘實現(xiàn)同步誤差小于1μs。答案：√34.機器人末端負載越大，其最大允許加速度一定越小。答案：√35.使用增量式編碼器的伺服系統(tǒng)斷電后無需重新回零。答案：×36.在機器人運動學中，若Jacobian矩陣奇異，則機器人處于靈活工作空間邊界。答案：√37.機器人TCP標定采用四點法時，四點必須位于同一平面內。答案：×38.機器人關節(jié)空間軌跡規(guī)劃與笛卡爾空間軌跡規(guī)劃可能產(chǎn)生不同的電機能耗。答案：√39.在Yaskawa系統(tǒng)中，可以通過修改參數(shù)S2C540來啟用碰撞檢測功能。答案：√40.機器人控制柜內EMC濾波器的作用是抑制高頻噪聲，防止干擾其他設備。答案：√五、簡答題（共30分）41.（封閉型，6分）簡述機器人工具坐標系四點標定法的實驗步驟與誤差來源。答案：步驟：1.將尖銳參考點固定于工作臺；2.移動機器人以不同姿態(tài)使TCP對準參考點，記錄四次法蘭坐標；3.控制器求解球心即為TCP。誤差來源：1.人眼對準誤差；2.關節(jié)編碼器分辨率；3.減速機背隙；4.參考點尺寸誤差；5.環(huán)境溫度引起連桿熱變形。42.（開放型，8分）某客戶現(xiàn)場要求機器人在無防護圍欄情況下搬運5kg零件，人與機器人交替作業(yè)，請?zhí)岢鰸M足ISO/TS15066的安全實施方案。答案：1.選用協(xié)作機器人，確保瞬態(tài)力≤150N；2.安裝皮膚式電容傳感器覆蓋末端，檢測意外接觸；3.設置激光掃描儀監(jiān)測共享區(qū)，人進入即降速至250mm/s；4.采用“安全限速”與“安全停止”雙通道PLe安全繼電器；5.配置力矩閾值實時監(jiān)測，超限1ms內停機；6.作業(yè)區(qū)地面貼安全標識，并培訓人員急停流程；7.每年做一次安全回路功能測試并記錄。43.（封閉型，6分）說明機器人關節(jié)空間軌跡規(guī)劃采用五次多項式的邊界條件，并給出位置、速度、加速度表達式。答案：邊界條件：θ(0)=θ0，θ(t_f)=θ_f，θ'(0)=0，θ'(t_f)=0，θ''(0)=0，θ''(t_f)=0。θ(t)=a0+a1t+a2t2+a3t3+a4t?+a5t?θ'(t)=a1+2a2t+3a3t2+4a4t3+5a5t?θ''(t)=2a2+6a3t+12a4t2+20a5t3系數(shù)通過解6元線性方程組獲得。44.（開放型，10分）某六軸機器人采用EtherCAT總線，現(xiàn)場出現(xiàn)隨機性丟站現(xiàn)象，從站為伺服驅動器。請給出系統(tǒng)級排查思路與解決措施。答案：1.物理層：用示波器測量差分信號幅值，檢查終端電阻120Ω是否缺失；2.布線：動力線與EtherCAT線分開走線，最小間距100mm；3.接地：確?？刂乒瘛Ⅱ寗悠?、電機共地，避免地環(huán)路；4.電源：檢查24V邏輯電源紋波，若>5%則加濾波器；5.拓撲：避免超過100m總線長度，減少級聯(lián)層級；6.EMI：在驅動器輸入端加鐵氧體磁環(huán)；7.固件：升級伺服固件至最新兼容版本；8.配置：將分布式時鐘模式改為DCSync，設置0x1C32/0x1C33為1000μs；9.軟件：在主站端開啟“幀丟失重傳”與“看門狗”；10.驗證：連續(xù)運行24h，用Wireshark抓包，丟包率應<0.001%。六、應用題（共45分）45.（計算類，10分）某機器人關節(jié)額定轉速3000r/min，減速比i=160，關節(jié)角加速度限制為3000°/s2，求該關節(jié)從靜止加速到最大允許角速度所需最短時間及轉過的角度。答案：最大角速度ω_max=3000/160×360/60=112.5°/s。t=ω_max/α=112.5/3000=0.0375s=37.5ms。轉角θ=0.5αt2=0.5×3000×0.03752=2.109°。46.（分析類，10分）某搬運工作站采用吸盤抓取紙箱，紙箱質量m=2kg，吸盤直徑d=50mm，真空泵極限真空85kPa，安全系數(shù)取2.5。驗證現(xiàn)有方案是否滿足要求，若不足提出改進。答案：理論吸力F=ΔP×A=85×103×π×(0.025)2=167N；所需夾持力F_min=mg×2.5=2×9.8×2.5=49N；167N>49N，理論滿足。但考慮紙板透氣、表面不平，實際真空度僅達60kPa，則F_real=60×103×π×0.0252=118N，仍>49N，但余量小。改進：1.增加一個吸盤，雙吸盤總面積×2；2.選用海綿墊片提高密封；3.降低加速度a<3m/s2。47.（綜合類，15分）某弧焊工作站布局如下：機器人基坐標原點在地面，焊縫為長400mm直線，位于高度800mm、與X軸夾角30°的平面上。要求焊接速度v=8mm/s，擺焊振幅A=2mm，頻率f=2Hz，擺型為三角波。請完成：1.建立焊縫坐標系{W}并給出齊次變換矩陣W_T；2.編寫機器人主控偽代碼實現(xiàn)擺焊；3.計算完成一條焊縫所需時間。答案：1.設焊縫起點P0=[200346800]T，終點P1=[200+400cos30°346+400sin30°800]=[546.4346800]。焊縫坐標系：原點P0，Xw沿焊縫方向，Zw垂直工件向上，Yw=Zw×Xw。單位向量：Xw=[cos30°sin30°0]=[0.8660.50]，Yw=[0.50.8660]，Zw=[001]。齊次矩陣W_T=[0.8660.50200;0.