2025工業(yè)機(jī)器人技術(shù)題庫及參考答案一、單項選擇題（每題1分，共30分）1.工業(yè)機(jī)器人六軸串聯(lián)結(jié)構(gòu)中，決定末端姿態(tài)自由度數(shù)量的是A.基座旋轉(zhuǎn)軸B.腕部三軸C.大臂俯仰軸D.小臂俯仰軸答案：B2.在示教器上切換坐標(biāo)系時，若希望工具TCP沿自身Z軸正向移動，應(yīng)選用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：C3.某型號伺服電機(jī)額定扭矩為2.4N·m，減速比100:1，忽略效率損失，輸出端靜力矩為A.0.024N·mB.24N·mC.240N·mD.2400N·m答案：C4.工業(yè)相機(jī)采用GigEVision接口時，理論上單條網(wǎng)線最大傳輸距離為A.10mB.30mC.100mD.300m答案：C5.在RobotStudio中，若要將“MoveL”指令改為“MoveJ”，需在指令屬性欄修改A.MotionTypeB.SpeedC.ZoneD.Tool答案：A6.下列哪種傳感器最適合用于機(jī)器人打磨過程實時力控A.光電編碼器B.六維力/力矩傳感器C.霍爾開關(guān)D.紅外測距答案：B7.當(dāng)機(jī)器人處于“SoftServo”模式時，其剛度主要由A.電機(jī)PID參數(shù)決定B.減速器背隙決定C.控制器增益決定D.機(jī)械臂質(zhì)量決定答案：C8.在ISO102181中，機(jī)器人安全急停回路類別要求至少達(dá)到A.CAT1B.CAT2C.CAT3D.CAT4答案：C9.某機(jī)器人重復(fù)定位精度±0.02mm，其指標(biāo)含義是A.同一指令下多次到達(dá)同一位置的最大偏差B.絕對定位誤差C.路徑軌跡誤差D.反向間隙答案：A10.采用離線編程時，若工具坐標(biāo)系未校準(zhǔn)，最可能導(dǎo)致A.程序無法下載B.路徑絕對位置偏移C.電機(jī)過熱D.示教器黑屏答案：B11.在ROS2中，發(fā)布話題“/joint_states”的標(biāo)準(zhǔn)消息類型為A.sensor_msgs/JointStateB.geometry_msgs/TwistC.std_msgs/Float32D.trajectory_msgs/JointTrajectory答案：A12.機(jī)器人動力學(xué)方程M(q)q¨+C(q,q?)+G(q)=τ中，C(q,q?)代表A.慣性力矩B.科氏力與離心力矩C.重力矩D.摩擦力矩答案：B13.若機(jī)器人基坐標(biāo)系與世界坐標(biāo)系存在30°繞Z軸旋轉(zhuǎn)，則旋轉(zhuǎn)矩陣第三列為A.[001]TB.[100]TC.[010]TD.[001]T答案：A14.在EtherCAT網(wǎng)絡(luò)中，分布時鐘(DC)同步精度通?？蛇_(dá)A.1msB.100μsC.1μsD.100ns答案：C15.機(jī)器人打磨工藝中，若材料去除率與接觸力呈線性關(guān)系，比例系數(shù)稱為A.剛度系數(shù)B.過程阻尼C.磨削系數(shù)D.力增益答案：C16.當(dāng)使用激光跟蹤儀標(biāo)定機(jī)器人時，靶球安裝位置應(yīng)優(yōu)先靠近A.基座B.電機(jī)端C.工具中心點(diǎn)D.電纜拖鏈答案：C17.在PLCopenPart4規(guī)范中，機(jī)器人功能塊MC_MoveAbsolute屬于A.單軸運(yùn)動B.多軸協(xié)調(diào)C.路徑插補(bǔ)D.力控答案：A18.若機(jī)器人控制系統(tǒng)采用雙CPU冗余，主備切換時間一般要求小于A.10msB.50msC.100msD.500ms答案：B19.在SCARA機(jī)器人中，第四軸通常實現(xiàn)A.大臂旋轉(zhuǎn)B.小臂旋轉(zhuǎn)C.上下升降D.工具自轉(zhuǎn)答案：D20.機(jī)器人視覺抓取時，若采用“眼在手”布局，相機(jī)外參標(biāo)定實質(zhì)是求A.相機(jī)內(nèi)參B.工具到相機(jī)的變換C.基座到相機(jī)的變換D.像素到毫米比例答案：B21.下列哪種總線不支持實時周期性數(shù)據(jù)交換A.CANopenB.PROFINETIRTC.USB2.0D.EtherNet/IP答案：C22.機(jī)器人末端執(zhí)行器重量增加，將直接導(dǎo)致A.重復(fù)定位精度提高B.固有頻率下降C.電機(jī)轉(zhuǎn)速上升D.減速器背隙減小答案：B23.在YaskawaDX200控制器中，若報警代碼“4320”出現(xiàn)，表示A.過載B.編碼器電池電壓低C.伺服跟蹤錯誤D.溫度過高答案：B24.機(jī)器人弧焊應(yīng)用中，擺動頻率8Hz、擺幅3mm，則機(jī)器人前進(jìn)速度為300mm/min時，每毫米焊縫的擺動次數(shù)約為A.1.6B.2.4C.3.2D.4.0答案：A25.若機(jī)器人關(guān)節(jié)采用諧波減速器，其傳動誤差主要來源是A.柔輪彈性變形B.剛輪齒形誤差C.波發(fā)生器軸承間隙D.以上都是答案：D26.在MATLAB機(jī)器人工具箱中，函數(shù)ikine()默認(rèn)求解A.逆運(yùn)動學(xué)B.正運(yùn)動學(xué)C.逆動力學(xué)D.正動力學(xué)答案：A27.機(jī)器人協(xié)作運(yùn)行時，若功率與力限值設(shè)為150W、150N，符合A.ISO102182B.ISO/TS15066C.IEC61508D.ISO138491答案：B28.在FANUC機(jī)器人中，宏指令“UTOOL_NUM=2”的作用是A.切換用戶坐標(biāo)系2B.切換工具坐標(biāo)系2C.設(shè)置速度倍率2%D.設(shè)置數(shù)字輸出2答案：B29.若機(jī)器人路徑出現(xiàn)“抖動”，優(yōu)先調(diào)整控制器A.積分時間B.微分時間C.比例增益D.前饋增益答案：C30.在機(jī)器人生命周期中，MTTR指標(biāo)反映A.可靠性B.可維護(hù)性C.可用性D.安全性答案：B二、多項選擇題（每題2分，共20分，多選少選均不得分）31.下列哪些屬于機(jī)器人常用軌跡插補(bǔ)算法A.梯形速度B.S曲線C.五次多項式D.三次樣條E.貝塞爾答案：ABCD32.關(guān)于EtherCAT從站控制器ESC，下列說法正確的是A.支持分布式時鐘B.硬件處理報文C.需專用ASIC或FPGAD.支持熱插拔E.無需物理層芯片答案：ABCD33.機(jī)器人視覺抓取失敗可能原因有A.手眼標(biāo)定誤差B.點(diǎn)云過度降采樣C.光照突變D.網(wǎng)絡(luò)延遲E.夾爪行程不足答案：ABCDE34.下列哪些措施可降低機(jī)器人電機(jī)溫升A.降低加速度B.提高減速比C.加大散熱風(fēng)扇D.減小末端質(zhì)量E.提高控制電壓答案：ABCD35.在ISO9283中，機(jī)器人性能測試必測項目包含A.位姿準(zhǔn)確度和重復(fù)性B.多方向位姿準(zhǔn)確度C.距離準(zhǔn)確度和重復(fù)性D.位置穩(wěn)定時間E.互換性答案：ABCD36.下列哪些屬于協(xié)作機(jī)器人安全監(jiān)測功能A.速度監(jiān)視B.力矩監(jiān)視C.動量監(jiān)視D.功率監(jiān)視E.聲音監(jiān)視答案：ABCD37.機(jī)器人離線編程軟件需具備A.三維建模B.路徑規(guī)劃C.碰撞檢測D.后置生成E.實時IO監(jiān)控答案：ABCD38.下列哪些情況必須重新標(biāo)定工具坐標(biāo)系A(chǔ).更換焊槍導(dǎo)電嘴B.更換夾爪手指C.碰撞后TCP偏移D.電機(jī)編碼器復(fù)位E.控制柜斷電重啟答案：ABC39.關(guān)于機(jī)器人諧振，下列說法正確的是A.諧振頻率與負(fù)載慣量有關(guān)B.加大減速比可提升諧振頻率C.降低增益可抑制諧振D.增加末端質(zhì)量會降低諧振頻率E.諧振只發(fā)生在第一關(guān)節(jié)答案：ACD40.在ROS中，move_group節(jié)點(diǎn)默認(rèn)使用的路徑規(guī)劃庫有A.OMPLB.CHOMPC.STOMPD.SBPLE.A答案：ABC三、填空題（每空1分，共30分）41.機(jī)器人學(xué)中，DenavitHartenberg參數(shù)共需四個量：連桿長度、連桿扭角、________、________。答案：連桿偏距、關(guān)節(jié)角42.某六軸機(jī)器人關(guān)節(jié)范圍均為±180°，采用絕對式編碼器，單圈分辨率為17位，則多圈計數(shù)至少需________位才能覆蓋全程。答案：143.若機(jī)器人末端速度為v，雅可比矩陣為J，則關(guān)節(jié)速度q?=________。答案：J的逆乘以v44.在FANUC機(jī)器人中，用戶報警編號范圍是________至________。答案：9000999945.當(dāng)機(jī)器人采用集中式控制架構(gòu)時，所有伺服驅(qū)動單元通過________總線與主CPU交換數(shù)據(jù)。答案：高速實時46.若機(jī)器人路徑上兩點(diǎn)P1、P2，要求速度連續(xù)，需至少采用________次多項式插補(bǔ)。答案：三47.在KUKA機(jī)器人中，$VEL_AXIS[1]=50表示第一關(guān)節(jié)速度限值為額定值的________%。答案：5048.工業(yè)相機(jī)芯片尺寸1/2.5″，其靶面對角線長度約________mm。答案：7.1849.若機(jī)器人打磨接觸力設(shè)定為20N，磨削系數(shù)0.05mm/(N·s)，則穩(wěn)態(tài)材料去除率________mm/s。答案：150.機(jī)器人電機(jī)熱時間常數(shù)τ=30min，若過載150%持續(xù)6min，則繞組溫升約占最大溫升的________%。答案：1851.在PLCopen中，功能塊MC_ReadActualPosition輸出引腳“Position”數(shù)據(jù)類型為________。答案：REAL52.若機(jī)器人基座發(fā)生5mm沉降，采用三點(diǎn)標(biāo)定法重新建立用戶坐標(biāo)系，需記錄________點(diǎn)。答案：三53.在ABB機(jī)器人中，指令“MoveJp1,v1000,z50,tGripper”中z50表示________。答案：轉(zhuǎn)彎半徑50mm54.當(dāng)機(jī)器人采用力位混合控制時，通常選擇________空間進(jìn)行力/位置分解。答案：任務(wù)55.若機(jī)器人減速器效率η=0.8，電機(jī)輸出功率200W，則輸出端功率________W。答案：16056.在ISO138491中，性能等級PLe對應(yīng)每小時危險失效概率范圍________。答案：10^6至10^557.機(jī)器人視覺抓取時，若點(diǎn)云平面度誤差0.3mm，夾爪重復(fù)精度0.05mm，則總定位誤差至少________mm。答案：0.3558.若機(jī)器人末端執(zhí)行器質(zhì)量增加1kg，關(guān)節(jié)1電機(jī)靜力矩增加0.8N·m，則重力矩臂約________m。答案：0.859.在ROS話題通信中，發(fā)布者節(jié)點(diǎn)異常退出，訂閱者會收到________次回調(diào)。答案：060.機(jī)器人電池電量報警閾值一般設(shè)置為額定電壓的________%。答案：85四、簡答題（共30分）61.簡述機(jī)器人工具坐標(biāo)系四點(diǎn)標(biāo)定法的步驟與數(shù)學(xué)原理。（封閉型，8分）答案：步驟：1.固定尖端參考點(diǎn)；2.以四種不同姿態(tài)使TCP觸碰參考點(diǎn)；3.記錄各姿態(tài)關(guān)節(jié)角；4.控制器根據(jù)正運(yùn)動學(xué)計算四組末端位置；5.以參考點(diǎn)為球心擬合球面，球心即TCP。數(shù)學(xué)原理：設(shè)參考點(diǎn)在世界坐標(biāo)系為P，第i次記錄末端位置為Ti，則‖Ti?P‖=r，最小二乘求解P使Σ‖Ti?P‖2最小，即求四點(diǎn)外接球球心。62.列舉并解釋機(jī)器人動力學(xué)辨識的三種實驗方法。（開放型，8分）答案：1.階躍響應(yīng)法：對單關(guān)節(jié)施加階躍力矩，記錄角加速度，用牛頓歐拉方程估算慣量；2.正弦掃頻法：施加不同頻率正弦力矩，通過頻響曲線擬合慣性、摩擦參數(shù)；3.加權(quán)最小二乘法：讓機(jī)器人執(zhí)行rich軌跡，采集關(guān)節(jié)位置、力矩，構(gòu)建超定方程Y=W·X，用偽逆求參數(shù)向量X。63.說明協(xié)作機(jī)器人“功率限值”與“力限值”同時觸發(fā)的安全邏輯。（封閉型，7分）答案：ISO/TS15066規(guī)定：當(dāng)瞬時功率>150W且接觸力>150N任一條件滿足即觸發(fā)停機(jī)；若兩者同時接近限值，系統(tǒng)取更嚴(yán)格閾值，先觸發(fā)者執(zhí)行0類停止，切斷力矩輸出并激活抱閘，確保人體不受傷害。64.解釋為何機(jī)器人高速點(diǎn)到點(diǎn)運(yùn)動常采用“梯形加減速”而非“S曲線”在部分場合。（開放型，7分）答案：梯形算法計算量小、內(nèi)存占用低，適用于早期芯片；S曲線雖減小沖擊，但增加計算時間，對高速短行程提升有限；當(dāng)周期<2ms且行程<50mm時，梯形已滿足振動要求，故保留。五、計算與分析題（共40分）65.某六軸機(jī)器人第二連桿參數(shù)：長度a2=400mm，質(zhì)量m2=15kg，質(zhì)心距關(guān)節(jié)2軸距離d=180mm，繞質(zhì)心慣量Ic=0.25kg·m2。求關(guān)節(jié)2在θ2=90°、角速度ω2=2rad/s、角加速度α2=5rad/s2時的所需力矩。（10分）答案：重力矩mgd=15×9.81×0.18=26.5N·m；慣性矩Iα=(Ic+m2d2)α2=(0.25+15×0.182)×5=3.68N·m；科氏離心力矩0（單關(guān)節(jié)）；總力矩=26.5+3.68=30.18N·m。66.機(jī)器人打磨路徑為直線，長200mm，要求速度500mm/s，加速度2500mm/s2，減速度同值。計算純梯形規(guī)劃下總耗時與最大加速度段長度。（10分）答案：加速時間t=v/a=0.2s，加速段長度s=0.5at2=0.5×2500×0.04=50mm；減速段對稱；勻速段=200?2×50=100mm，勻速時間=0.2s；總耗時=0.2+0.2+0.2=0.6s。67.視覺系統(tǒng)測得工件中心像素坐標(biāo)(640,512)，相機(jī)內(nèi)參fx=fy=1600pixel，主點(diǎn)(640,512)，像素比例1pixel=0.05mm，工件實際高度為0mm平面。求工件在相機(jī)坐標(biāo)系下的Xc、Yc。（5分）答案：Xc=(u?u0)×比例=(640?640)×0.05=0mm；Yc=(v?v0)×比例=(512?512)×0.05=0mm。68.若機(jī)器人基坐標(biāo)系到用戶坐標(biāo)系變換矩陣T=[[0.866,?0.5,0,400],[0.5,0.866,0,300],[0,0,1,0],[0,0,0,1]]，工具坐標(biāo)系在用戶系下坐標(biāo)為(100,0,0)，求工具在基坐標(biāo)系下的坐標(biāo)。（5分）答案：將(100,0,0,1)右乘T得：X=0.866×100+400=486.6mm；Y=0.5×100+300=350mm；Z=0；結(jié)果(486.6,350,0)。69.某工廠機(jī)器人年運(yùn)行300天，每天20h，平均故障間隔時間MTBF=8000h，若每次平均修復(fù)時間MTTR=4h，求單臺機(jī)器人年可用率。（5分）答案：年運(yùn)行時間=6000h；故障次數(shù)=6000/8000=0.75次；停機(jī)時間=0.75×4=3h；可用率=(6000?3)/6000=99.95%。70.分析：機(jī)器人弧焊出現(xiàn)焊縫“咬邊”缺陷，列舉5種可能機(jī)器人側(cè)原因并提出對應(yīng)解決措施。（綜合類，5分）答案：1.速度過快→降速10%；2.擺幅不足→增寬2mm；3.干伸長過大→校槍TCP；4.拐角減速未啟用→開CornerSlowDown；5.接地電纜接觸不良→清潔夾持點(diǎn)，阻抗<0.1Ω。六、綜合設(shè)計題（共40分）71.某客戶需設(shè)計一條協(xié)作機(jī)器人裝配工站，完成PCB板與散熱器壓裝，壓裝最大力需300N，行程15mm，周期≤18s，人工上料與機(jī)器人共享空間。請給出：(1