2025年工業(yè)機器人考試題庫附含參考答案一、單項選擇題（每題1分，共20分。每題只有一個正確答案，請將正確選項字母填入括號內(nèi)）1.在工業(yè)機器人運動學中，描述末端執(zhí)行器相對于基坐標系的位置與姿態(tài)的矩陣稱為（）。A.雅可比矩陣B.齊次變換矩陣C.慣性矩陣D.剛度矩陣答案：B2.六軸關(guān)節(jié)型機器人中，用于實現(xiàn)手腕“翻轉(zhuǎn)”動作的軸通常定義為（）。A.J1B.J3C.J5D.J6答案：D3.某品牌機器人控制器額定輸入電壓為三相380V，允許波動范圍±10%，則最低允許電壓為（）。A.342VB.350VC.360VD.380V答案：A4.在機器人離線編程軟件中，用于檢查TCP軌跡是否與夾具發(fā)生干涉的功能模塊是（）。A.路徑優(yōu)化器B.碰撞檢測器C.伺服調(diào)諧器D.力控編輯器答案：B5.當機器人處于“軟浮動”模式時，其關(guān)節(jié)伺服剛度通常（）。A.設(shè)為最大值B.設(shè)為最小值C.與速度成正比D.與負載成反比答案：B6.某搬運任務(wù)要求機器人末端線速度恒定為500mm/s，若采用圓弧插補，半徑為200mm，則角速度約為（）。A.1.25rad/sB.2.5rad/sC.3.5rad/sD.5rad/s答案：B7.在工業(yè)現(xiàn)場，用于實時測量機器人基坐標系與傳送帶坐標系之間關(guān)系的傳感器首選（）。A.激光跟蹤儀B.光電開關(guān)C.測力傳感器D.溫度傳感器答案：A8.機器人末端執(zhí)行器質(zhì)量為5kg，重心偏移TCP80mm，重力加速度取9.81m/s2，則靜態(tài)重力矩約為（）。A.3.9N·mB.4.9N·mC.5.9N·mD.6.9N·m答案：B9.在ISO102181:2011中，機器人安全急?；芈奉悇e要求最低為（）。A.CAT1B.CAT2C.CAT3D.CAT4答案：C10.某伺服電機額定扭矩10N·m，減速比100:1，效率95%，則輸出端額定扭矩約為（）。A.950N·mB.1000N·mC.1050N·mD.1100N·m答案：A11.機器人采用阻抗控制時，其控制目標為（）。A.位置與力的動態(tài)關(guān)系B.僅位置精度C.僅力精度D.速度最大化答案：A12.在RobotStudio中，若要將虛擬控制器時鐘與PLC時鐘同步，需啟用的選項是（）。A.RCSB.PCSDKC.StationLogicD.VirtualTime答案：C13.某機器人重復定位精度標稱±0.05mm，其含義是（）。A.絕對誤差B.統(tǒng)計標準差C.最大誤差D.系統(tǒng)誤差答案：B14.機器人關(guān)節(jié)絕對值編碼器掉電后仍能保存位置數(shù)據(jù)，主要依賴（）。A.電池B.超級電容C.機械記憶D.光學刻線答案：A15.在G代碼中，與機器人MOTION指令“MoveL”最接近的指令是（）。A.G00B.G01C.G02D.G04答案：B16.機器人工作節(jié)拍10s，其中等待信號占2s，則理論利用率約為（）。A.20%B.50%C.80%D.100%答案：C17.若機器人DH參數(shù)θ1=90°，d1=300mm，則關(guān)節(jié)1坐標系相對于基坐標系的旋轉(zhuǎn)矩陣Rz為（）。A.[[0,1,0],[1,0,0],[0,0,1]]B.[[1,0,0],[0,1,0],[0,0,1]]C.[[0,1,0],[1,0,0],[0,0,1]]D.[[1,0,0],[0,1,0],[0,0,1]]答案：A18.機器人示教器上“三態(tài)開關(guān)”松開時，系統(tǒng)進入（）。A.自動運行B.手動高速C.保護停止D.伺服上電答案：C19.在視覺引導抓取中，若相機像素比為0.1mm/pixel，目標邊緣檢測誤差2pixel，則空間誤差約為（）。A.0.05mmB.0.1mmC.0.2mmD.0.5mm答案：C20.機器人與外部軸協(xié)同作業(yè)時，確保二者時間同步的協(xié)議通常采用（）。A.EtherCATB.TCP/IPC.RS485D.USB3.0答案：A二、多項選擇題（每題2分，共20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）21.下列哪些屬于機器人動力學參數(shù)辨識的常用激勵軌跡（）。A.五次多項式B.階梯速度C.傅里葉級數(shù)D.三角波E.白噪聲答案：A、C、D22.關(guān)于機器人諧波減速器，下列說法正確的是（）。A.零背隙B.傳動比大C.可超載200%長期運行D.柔輪材料需高疲勞強度E.輸入與輸出同軸答案：A、B、D、E23.以下哪些情況會觸發(fā)機器人安全圍欄的Category3停止（）。A.安全門打開B.光柵被遮擋C.示教器急停按下D.程序中“Stop”指令E.外部PLC發(fā)出SafeStop答案：A、B、E24.在機器人打磨應(yīng)用中，影響表面粗糙度的主要因素有（）。A.進給速度B.接觸力C.砂帶粒度D.法向傾角E.環(huán)境濕度答案：A、B、C、D25.使用力控進行精密裝配時，為提高成功率可采?。ǎ?。A.增加搜索范圍B.降低接觸力閾值C.提高關(guān)節(jié)剛度D.引入視覺粗定位E.采用六維力傳感器答案：A、B、D、E26.機器人數(shù)字孿生系統(tǒng)必須包含的要素有（）。A.實時數(shù)據(jù)B.幾何模型C.行為模型D.可視化界面E.區(qū)塊鏈賬本答案：A、B、C、D27.下列哪些通信方式支持機器人與MES系統(tǒng)雙向數(shù)據(jù)交互（）。A.OPCUAB.MQTTC.ModbusTCPD.PROFINETIRTE.HTTPREST答案：A、B、C、E28.關(guān)于機器人電池維護，下列做法正確的是（）。A.每6個月充放電一次B.長期斷電需拆下電池C.電量低于20%立即更換D.使用同型號原裝電池E.在零度以下充電答案：A、B、C、D29.機器人視覺手眼標定求解的外參包括（）。A.旋轉(zhuǎn)矩陣B.平移向量C.相機內(nèi)參D.畸變系數(shù)E.像素坐標答案：A、B30.以下哪些屬于協(xié)作機器人ISO/TS15066規(guī)定的功率與力限制指標（）。A.動態(tài)功率B.準靜態(tài)力C.瞬態(tài)力D.表面壓力E.噪聲分貝答案：A、B、C、D三、填空題（每空1分，共30分）31.機器人學中，將關(guān)節(jié)空間映射到操作空間的微分關(guān)系矩陣稱為________矩陣，其維度為________。答案：雅可比，6×n（n為關(guān)節(jié)數(shù)）32.某六軸機器人DH參數(shù)表中，若αi1=90°，則相鄰坐標系繞________軸旋轉(zhuǎn)90°。答案：Xi133.在伺服電機三環(huán)控制中，電流環(huán)帶寬通常________速度環(huán)帶寬，速度環(huán)帶寬________位置環(huán)帶寬。（填“高于”或“低于”）答案：高于，高于34.機器人末端執(zhí)行器更換后，必須重新進行________標定，以保證________精度。答案：TCP，絕對定位35.若機器人基坐標系與大地坐標系存在3°傾斜，則對高精度激光切割的影響主要表現(xiàn)為________誤差。答案：Z向高度（或法向）36.某機器人關(guān)節(jié)減速比50:1，電機端增量式編碼器分辨率為17bit，則關(guān)節(jié)端分辨率約為________arcsec。答案：360×3600/(2^17×50)≈1.9737.在機器人路徑規(guī)劃中，采用________算法可在高維空間快速找到可行路徑，但得到的結(jié)果________最優(yōu)。（填“是”或“不是”）答案：RRT，不是38.機器人焊接過程中，若送絲速度突然下降，而電流恒定，則電弧電壓將________，熔深將________。答案：升高，減小39.使用二維視覺進行抓取時，若目標物體高度未知，需引入________傳感器或采用________策略。答案：激光位移，分層掃描40.機器人與外部軸聯(lián)動時，若外部軸速度標定為最大120°/s，則機器人在直線段的最大速度應(yīng)________該值，以保證________同步。答案：低于，時間41.在ROS中，發(fā)布機器人關(guān)節(jié)狀態(tài)的話題名稱默認為________，消息類型為________。答案：/joint_states，sensor_msgs/JointState42.機器人諧波減速器柔輪疲勞失效通常表現(xiàn)為________現(xiàn)象，可通過________檢測預警。答案：背隙增大，振動頻譜43.若機器人末端受到恒定外力F=[10,0,0]N，作用點偏移TCP100mm，則產(chǎn)生的力矩為________N·m，方向為________軸。答案：1，Y44.在機器人打磨中，若砂帶線速度30m/s，接觸輪直徑200mm，則轉(zhuǎn)速約為________rpm。答案：30/(π×0.2)×60≈286545.機器人控制器采用________總線可實現(xiàn)<1ms的伺服周期，其物理層通常使用________電纜。答案：EtherCAT，屏蔽雙絞46.某機器人工作半徑為1800mm，若要求在整個球面空間內(nèi)重復精度±0.1mm，則角度重復性需優(yōu)于________arcsec。答案：atan(0.1/1800)×3600×180/π≈11.547.機器人視覺系統(tǒng)若采用5MP相機，鏡頭焦距25mm，工作距離500mm，則單像素對應(yīng)視野約為________mm。答案：500×sensor_size/(f×resolution)，假設(shè)sensor1″，則≈0.0548.在機器人程序中，使用________指令可暫停程序并保留現(xiàn)場，而________指令會復位程序指針。答案：Stop，Exit49.機器人末端安裝六維力傳感器后，需進行________變換，將傳感器坐標系數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到________坐標系。答案：坐標，TCP50.若機器人每天運行20h，負載率80%，則一年（300天）運行時間為________h，按MTBF50000h估算，平均故障次數(shù)約為________次。答案：4800，0.096四、簡答題（共40分）51.（封閉型，6分）簡述機器人DH參數(shù)建模的四個步驟，并說明αi1的幾何意義。答案：步驟1：沿Zi1軸平移di，使Xi1與Xi平行；步驟2：繞Zi1軸旋轉(zhuǎn)θi，使Xi1與Xi重合；步驟3：沿Xi軸平移ai，使Oi1移動到Oi；步驟4：繞Xi軸旋轉(zhuǎn)αi1，使Zi1與Zi重合。αi1表示相鄰連桿扭角，即Xi1繞Xi軸旋轉(zhuǎn)至與Xi平行的角度。52.（封閉型，6分）列舉機器人伺服電機三種制動方式，并比較其優(yōu)缺點。答案：1.能耗制動：將動能轉(zhuǎn)為熱能，結(jié)構(gòu)簡單，但頻繁制動易過熱；2.反接制動：反轉(zhuǎn)電源相序，制動轉(zhuǎn)矩大，沖擊電流大；3.再生制動：能量回饋電網(wǎng)，節(jié)能高效，需專用驅(qū)動器支持。53.（開放型，8分）某汽車廠需用機器人完成車門涂膠，膠寬要求2±0.2mm，速度500mm/s，膠溫40±2℃。請?zhí)岢霰ＷC膠寬的完整控制方案。答案：1.硬件：采用伺服螺桿點膠閥，分辨率0.001mL；2.溫度：閉環(huán)PID控制膠桶與管路，精度±1℃；3.速度：機器人與膠閥同步，采用EtherCAT總線，周期1ms；4.反饋：激光測寬儀在線檢測，實時調(diào)整膠閥開度；5.標定：每班首件用顯微鏡測寬并自動補償；6.維護：每周校準一次螺桿磨損，更換密封圈。54.（封閉型，6分）解釋機器人“奇異點”概念，并給出腕部奇異的數(shù)學判據(jù)。答案：奇異點是指機器人雅可比矩陣降秩，末端失去某個方向自由度。腕部奇異當J5=0°時發(fā)生，此時J4與J6軸線共線，雅可比行列式為零，導致無限關(guān)節(jié)速度。55.（開放型，8分）某3C工廠需將機器人部署在Class1000潔凈室，請列出關(guān)鍵防塵措施與驗證方法。答案：1.機器人：采用全封閉式防護服，材料PTFE，接縫熱封；2.電纜：選用低發(fā)塵PUR外被，并置于不銹鋼拖鏈；3.潤滑：使用PFPE真空油脂，揮發(fā)物<10ppm；4.通風：機器人底部安裝FFU，層流速度0.3m/s；5.驗證：每季度采用LPC（液體顆粒計數(shù)器）檢測，粒徑≥0.5μm，顆粒數(shù)≤1000/ft3；6.維護：進入潔凈室前機器人需ISO146441協(xié)議清洗，人員穿無塵服。56.（封閉型，6分）寫出機器人逆動力學標準方程，并解釋每一項物理意義。答案：τ=M(q)q¨+C(q,q?)q?+G(q)+τfM(q)：慣性矩陣，反映關(guān)節(jié)加速度所需扭矩；C(q,q?)：科氏力與離心力向量；G(q)：重力向量；τf：摩擦力矩。五、應(yīng)用題（共40分）57.（計算類，10分）某六軸機器人需將20kg箱體從A點搬運到B點，水平距離2m，垂直提升0.5m，節(jié)拍3s，采用梯形速度規(guī)劃，加速度比1:1:1。求最大速度與所需電機扭矩（忽略摩擦與連桿慣量，g=9.81m/s2）。答案：設(shè)加速時間t，總時間3t=3s，t=1s。最大速度v=2×(2m)/(2×1s)=2m/s。提升高度h=0.5m=0.5×v×t，符合。電機扭矩僅考慮負載重力矩，假設(shè)臂長1m，τ=mgL=20×9.81×1=196.2N·m?？紤]減速比100:1，效率95%，電機端扭矩≈2.06N·m。58.（分析類，10分）某機器人激光焊焊縫出現(xiàn)周期性凸起，間隔約5mm，焊接速度1m/min。請診斷原因并提出改進措施。答案：原因：送絲機構(gòu)