2025年機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用職業(yè)資格考試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題1分，共30分。每題只有一個(gè)正確答案，請將正確選項(xiàng)的字母填在括號內(nèi)）1.在工業(yè)機(jī)器人關(guān)節(jié)坐標(biāo)系中，J4軸通常對應(yīng)機(jī)器人的（）。A.基座旋轉(zhuǎn)B.大臂擺動(dòng)C.小臂旋轉(zhuǎn)D.手腕俯仰答案：C2.下列哪種傳感器最適合用于機(jī)器人末端執(zhí)行器的力控打磨？（）A.光電編碼器B.六維力/力矩傳感器C.霍爾開關(guān)D.紅外測距傳感器答案：B3.某SCARA機(jī)器人在XY平面內(nèi)重復(fù)定位精度為±0.02mm，Z軸重復(fù)定位精度為±0.01mm，若采用統(tǒng)計(jì)法計(jì)算3σ水平，則其Z軸重復(fù)定位精度指標(biāo)可表示為（）。A.0.01mmB.0.02mmC.0.03mmD.0.006mm答案：A4.在ROS2中，用于節(jié)點(diǎn)間發(fā)布—訂閱通信的默認(rèn)中間件是（）。A.ZeroMQB.FastDDSC.gRPCD.MQTT答案：B5.當(dāng)協(xié)作機(jī)器人與操作者共享工作空間時(shí)，ISO/TS15066規(guī)定機(jī)器人瞬態(tài)接觸力對胸部不得超過（）。A.80NB.120NC.150ND.180N答案：C6.某AGV采用雙輪差分驅(qū)動(dòng)，輪距0.4m，若左輪速度0.3m/s、右輪速度0.5m/s，則車體角速度約為（）。A.0.2rad/sB.0.4rad/sC.0.5rad/sD.0.8rad/s答案：C解析：角速度ω=(v_rv_l)/L=(0.50.3)/0.4=0.5rad/s。7.在機(jī)器人視覺中，若相機(jī)分辨率為1280×1024，像元尺寸4.8μm，則傳感器靶面寬度約為（）。A.6.14mmB.4.92mmC.8.45mmD.5.76mm答案：A解析：1280×0.0048=6.144mm。8.下列哪種軌跡規(guī)劃算法在關(guān)節(jié)空間內(nèi)保證加速度連續(xù)？（）A.梯形速度規(guī)劃B.S曲線加減速C.三次多項(xiàng)式D.五次多項(xiàng)式答案：D9.某工廠部署10臺六軸機(jī)器人，單臺平均功耗1.2kW，每天運(yùn)行20h，電價(jià)0.7元/kWh，則每日電費(fèi)約為（）。A.134元B.168元C.196元D.224元答案：B解析：10×1.2×20×0.7=168元。10.在機(jī)器人TCP標(biāo)定中，若采用四點(diǎn)法，則最少需要記錄機(jī)器人（）個(gè)不同姿態(tài)。A.3B.4C.5D.6答案：B11.下列關(guān)于諧波減速器的描述，錯(cuò)誤的是（）。A.柔輪齒數(shù)少于剛輪B.傳動(dòng)比大、回程間隙小C.適用于機(jī)器人關(guān)節(jié)D.依靠行星輪系實(shí)現(xiàn)減速答案：D12.在機(jī)器人安全回路中，下列元件屬于“故障—安全”型的是（）。A.普通繼電器B.固態(tài)繼電器C.強(qiáng)制導(dǎo)向繼電器D.普通接觸器答案：C13.某協(xié)作機(jī)器人關(guān)節(jié)電機(jī)額定扭矩1.2N·m，減速比100，減速器效率90%，則關(guān)節(jié)端連續(xù)輸出扭矩約為（）。A.108N·mB.120N·mC.96N·mD.98N·m答案：A解析：1.2×100×0.9=108N·m。14.在G代碼中，指令“G01X50Y50F1000”表示（）。A.快速定位B.直線插補(bǔ)進(jìn)給速度1000mm/minC.順時(shí)針圓弧D.程序結(jié)束答案：B15.若激光雷達(dá)掃描頻率10Hz，角分辨率0.25°，則單圈點(diǎn)數(shù)約為（）。A.720B.1440C.2880D.3600答案：B解析：360/0.25=1440。16.在機(jī)器人打磨系統(tǒng)中，若砂帶線速度30m/s，接觸輪直徑0.2m，則接觸輪轉(zhuǎn)速約為（）。A.2865r/minB.3185r/minC.3438r/minD.3820r/min答案：C解析：v=πdn，n=30/(π×0.2)≈47.75r/s≈2865r/min，再除以0.9滑差，實(shí)際≈3185r/min，最接近C。17.下列哪種總線實(shí)時(shí)性最高？（）A.ModbusRTUB.CANopenC.EtherCATD.Ethernet/IP答案：C18.在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)中，若工具坐標(biāo)系繞Z軸旋轉(zhuǎn)30°，則對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)矩陣第三列為（）。A.[001]^TB.[100]^TC.[010]^TD.[001]^T答案：A19.某Delta機(jī)器人主動(dòng)臂長度0.3m，從動(dòng)臂0.8m，若主動(dòng)臂最大擺角±45°，則理論最大工作直徑約為（）。A.0.85mB.1.1mC.1.3mD.1.5m答案：B解析：幾何極限≈2×(0.3+0.8)×sin45°≈1.1m。20.在機(jī)器人視覺抓取中，若采用EyeinHand方案，手眼標(biāo)定求解的是（）。A.相機(jī)內(nèi)參B.相機(jī)與機(jī)器人基座關(guān)系C.相機(jī)與末端法蘭關(guān)系D.機(jī)器人基座與世界坐標(biāo)系關(guān)系答案：C21.下列關(guān)于FPGA在機(jī)器人控制中的應(yīng)用，錯(cuò)誤的是（）。A.可用于高速IO擴(kuò)展B.可實(shí)現(xiàn)硬件級電流環(huán)C.可運(yùn)行ROS2主節(jié)點(diǎn)D.可實(shí)現(xiàn)微秒級同步答案：C22.某機(jī)器人關(guān)節(jié)采用17位絕對式編碼器，減速比80，則關(guān)節(jié)端理論分辨率約為（）。A.0.001°B.0.002°C.0.004°D.0.008°答案：B解析：360/(2^17×80)≈0.002°。23.在機(jī)器人打磨工藝庫中，若材料去除率Q=k·F·v，k為系數(shù)，F(xiàn)為接觸力，v為進(jìn)給速度，當(dāng)F提高20%、v降低10%，則Q變化約為（）。A.增加8%B.增加10%C.減少8%D.不變答案：A解析：1.2×0.9=1.08。24.下列哪種算法最適合機(jī)器人在未知環(huán)境中的實(shí)時(shí)路徑規(guī)劃？（）A.AB.DijkstraC.DLiteD.PRM答案：C25.在協(xié)作機(jī)器人示教中，若采用零力示教，需開啟的功能為（）。A.電流環(huán)飽和B.重力補(bǔ)償+拖拽示教C.位置鎖死D.速度前饋答案：B26.某機(jī)器人系統(tǒng)采用LinuxRTPreempt內(nèi)核，調(diào)度周期1ms，若PID控制周期與調(diào)度周期一致，則理論上速度環(huán)帶寬上限約為（）。A.50HzB.100HzC.166HzD.250Hz答案：C解析：采樣定理+經(jīng)驗(yàn)值≈1/6采樣頻率。27.在機(jī)器人遠(yuǎn)程運(yùn)維中，下列協(xié)議最適合低帶寬場景下傳輸狀態(tài)數(shù)據(jù)的是（）。A.OPCUAJSONB.MQTTC.HTTPRESTD.WebSocket答案：B28.若機(jī)器人末端負(fù)載慣量增大，則速度環(huán)PID需要（）。A.增大P減小IB.減小P增大DC.增大I減小DD.增大P增大D答案：D29.下列關(guān)于數(shù)字孿生的描述，正確的是（）。A.僅用于可視化B.無法實(shí)時(shí)同步C.可支持預(yù)測性維護(hù)D.不需要物理模型答案：C30.在機(jī)器人打磨工作站中，若采用主動(dòng)柔順控制，通常內(nèi)環(huán)為（）。A.位置環(huán)B.速度環(huán)C.力環(huán)D.電流環(huán)答案：D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）31.下列哪些因素會(huì)導(dǎo)致機(jī)器人絕對定位誤差增大？（）A.減速器回程間隙B.連桿參數(shù)標(biāo)定誤差C.伺服電機(jī)溫漂D.視覺手眼標(biāo)定誤差答案：A、B、C32.關(guān)于EtherCAT分布式時(shí)鐘，下列說法正確的是（）。A.各從站時(shí)鐘同步精度<1μsB.主站發(fā)送幀順序與從站物理位置無關(guān)C.支持熱連接D.使用IEEE1588機(jī)制答案：A、C、D33.下列哪些屬于協(xié)作機(jī)器人安全監(jiān)測功能？（）A.關(guān)節(jié)力矩突變檢測B.外接激光掃描儀C.示教器急停D.安全圍欄互鎖答案：A、B、C、D34.在機(jī)器人打磨系統(tǒng)中，影響表面粗糙度的主要工藝參數(shù)有（）。A.砂帶粒度B.接觸力C.進(jìn)給速度D.機(jī)器人重復(fù)定位精度答案：A、B、C35.下列哪些方法可用于機(jī)器人視覺相機(jī)內(nèi)參標(biāo)定？（）A.張正友棋盤格法B.圓點(diǎn)陣列法C.主動(dòng)視覺法D.手眼分離法答案：A、B、C36.下列關(guān)于ROS2節(jié)點(diǎn)生命周期，說法正確的是（）。A.狀態(tài)機(jī)包含Unconfigured、Inactive、Active等B.可遠(yuǎn)程觸發(fā)狀態(tài)切換C.狀態(tài)切換必須重啟節(jié)點(diǎn)D.可用于故障恢復(fù)答案：A、B、D37.下列哪些屬于工業(yè)機(jī)器人典型末端執(zhí)行器？（）A.真空吸盤B.伺服焊槍C.諧波減速器D.電動(dòng)夾爪答案：A、B、D38.在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)建模中，DH參數(shù)包括（）。A.連桿長度B.連桿扭角C.關(guān)節(jié)角D.關(guān)節(jié)偏距答案：A、B、C、D39.下列哪些技術(shù)可用于機(jī)器人關(guān)節(jié)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器過流保護(hù)？（）A.采樣電阻+比較器B.DESAT保護(hù)C.軟件積分限幅D.溫度繼電器答案：A、B、C40.下列哪些指標(biāo)屬于AGV導(dǎo)航性能評價(jià)參數(shù)？（）A.停車精度B.路徑跟蹤誤差C.最大側(cè)滑角D.定位丟失率答案：A、B、D三、填空題（每空1分，共20分）41.某六軸機(jī)器人第5關(guān)節(jié)DH參數(shù)θ5=90°、d5=120mm，則其變換矩陣中，繞Y軸旋轉(zhuǎn)角度為________°，沿Z軸平移距離為________mm。答案：0；12042.在機(jī)器人打磨中，若砂帶磨損量Δm與工作時(shí)間t呈線性關(guān)系，已知Δm=kt，k=2mg/min，則連續(xù)工作2h后砂帶質(zhì)量減少________mg。答案：24043.若激光雷達(dá)測距精度σ=±20mm，采用均值濾波采樣100次，則標(biāo)準(zhǔn)差降低為________mm。答案：244.某伺服電機(jī)額定電流6A，驅(qū)動(dòng)器設(shè)置電流環(huán)限幅8A，當(dāng)電機(jī)瞬時(shí)電流達(dá)到9A并持續(xù)1ms，驅(qū)動(dòng)器應(yīng)觸發(fā)________保護(hù)。答案：過流45.在機(jī)器人視覺中，若像素當(dāng)量0.1mm/pixel，則圖像中目標(biāo)直徑占200pixel，其實(shí)際直徑為________mm。答案：2046.某協(xié)作機(jī)器人安全等級需達(dá)到PLd，對應(yīng)平均危險(xiǎn)失效時(shí)間MTTFd范圍為________年至________年。答案：10；3047.若機(jī)器人TCP速度為1m/s，加速度為5m/s2，則達(dá)到最大速度所需時(shí)間為________s。答案：0.248.在ROS2中，查看節(jié)點(diǎn)圖拓?fù)潢P(guān)系的命令為________。答案：rqt_graph49.某Delta機(jī)器人從動(dòng)臂材料由鋁合金改為碳纖維，彈性模量提高3倍，則在相同負(fù)載下，從動(dòng)臂變形量變?yōu)樵瓉淼腳_______倍。答案：1/350.若機(jī)器人打磨工作站節(jié)拍要求30s，其中機(jī)器人運(yùn)動(dòng)時(shí)間12s，砂帶更換時(shí)間3s，則留給打磨工藝時(shí)間最多為________s。答案：1551.在CANopen協(xié)議中，心跳報(bào)文ID=0x700+節(jié)點(diǎn)ID，若節(jié)點(diǎn)ID為16，則心跳ID為十六進(jìn)制________。答案：0x71052.某AGV采用二維碼導(dǎo)航，二維碼邊長0.1m，相機(jī)焦距4mm，工作距離0.5m，則二維碼在圖像中邊長約為________pixel（像素當(dāng)量0.05mm/pixel）。答案：8053.若機(jī)器人關(guān)節(jié)最大減速比200，電機(jī)最高轉(zhuǎn)速6000r/min，則關(guān)節(jié)端最高轉(zhuǎn)速為________r/min。答案：3054.在機(jī)器人數(shù)字孿生系統(tǒng)中，若物理端采樣周期10ms，云端模型更新周期50ms，則延遲上限為________ms。答案：5055.某機(jī)器人打磨工藝要求表面粗糙度Ra≤0.4μm，若砂帶粒度號P800對應(yīng)Ra≈0.5μm，P1200對應(yīng)Ra≈0.3μm，則應(yīng)選擇粒度號________。答案：P120056.在EtherCAT幀中，若從站數(shù)據(jù)長度共8byte，工作計(jì)數(shù)器WCK占用________byte。答案：257.若機(jī)器人末端負(fù)載慣量增加50%，速度環(huán)增益不變，則系統(tǒng)阻尼比將________（增大/減?。４鸢福簻p小58.在機(jī)器人焊接中，若焊絲干伸長增加，則焊接電流將________（增大/減?。４鸢福簻p小59.某17位絕對編碼器單圈分辨率為________脈沖。答案：13107260.在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)中，若相鄰連桿變換矩陣為T，則n連桿機(jī)器人正運(yùn)動(dòng)學(xué)可表示為T_total=T1·T2·…·Tn，該運(yùn)算滿足________律。答案：結(jié)合四、簡答題（共30分）61.（封閉型，6分）說明工業(yè)機(jī)器人減速器回程間隙對軌跡精度的影響，并給出一種在線補(bǔ)償策略。答案：回程間隙導(dǎo)致?lián)Q向時(shí)位置滯后，表現(xiàn)為過象限尖角誤差。在線補(bǔ)償策略：在控制器中建立間隙模型，記錄換向時(shí)刻，提前疊加反向位置脈沖，并采用dither信號消除靜摩擦，可將輪廓誤差降低40%以上。62.（開放型，8分）協(xié)作機(jī)器人與操作者共享工作臺時(shí)，如何設(shè)計(jì)符合ISO/TS15066的瞬態(tài)接觸力監(jiān)測方案？請給出傳感器選型、安裝方式、閾值設(shè)定及故障響應(yīng)流程。答案：選用六維力傳感器安裝于機(jī)器人法蘭與末端執(zhí)行器之間，采樣頻率≥1kHz；結(jié)合關(guān)節(jié)電流觀測力矩，采用卡爾曼濾波融合；閾值按胸部150N、手部140N設(shè)定；超限立即觸發(fā)0類停機(jī)，斷開驅(qū)動(dòng)電源，激活抱閘，并通過安全PLC點(diǎn)亮紅燈，記錄日志。傳感器需滿足IP54，具備TüV認(rèn)證，閾值需每季度校準(zhǔn)。63.（封閉型，6分）推導(dǎo)差分驅(qū)動(dòng)AGV在world坐標(biāo)系下的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，并給出角速度ω與輪速關(guān)系。答案：設(shè)輪距L，右輪v_r，左輪v_l，則線速度v=(v_r+v_l)/2，角速度ω=(v_rv_l)/L。world坐標(biāo)系下：dx/dt=vcosθ，dy/dt=vsinθ，dθ/dt=ω。64.（開放型，10分）某工廠計(jì)劃對50臺傳統(tǒng)工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行協(xié)作化改造，預(yù)算每臺≤3萬元。請給出經(jīng)濟(jì)可行的技術(shù)路線，包括力感知、安全控制、部署周期及ROI分析。答案：路線：外接六維力傳感器（1.2萬元）+安全控制器（0.8萬元）+激光掃描儀（0.7萬元）+軟件包（0.3萬元）。利用原伺服驅(qū)動(dòng)器，僅增加安全I(xiàn)/O模塊，通過ModbusTCP讀取力值，安全PLC做力限+速度監(jiān)視。部署周期每臺2天，夜班完成。ROI：減少安全圍欄節(jié)省0.8萬元/臺，省兩名操作工年工資12萬元，投資回收期=3×50/(12+0.8×50)=1.1年。五、應(yīng)用題（共50分）65.（計(jì)算類，15分）某六軸機(jī)器人需完成手機(jī)中框打磨，已知：中框四條邊長分別為150mm、75mm、150mm、75mm，倒角R2mm；表面粗糙度要求Ra≤0.2μm；砂帶粒度P2000，線速度20m/s；機(jī)器人最大加速度5m/s2，最大速度0.5m/s；接觸力恒定為15N，寬度方向重疊量2mm；砂帶磨損系數(shù)k=0.8mg/(N·m)。求：（1）單件打磨時(shí)間（忽略換向停頓）；（2）單件砂帶磨損量；（3）若日產(chǎn)量8000件，砂帶初始質(zhì)量20g，求每日砂帶消耗條數(shù)。答案：（1）路徑總長≈(150+75)×28×2+2×π×2≈442mm；加速段：v2=2as，s=0.52/(2×5)=0.025m，t1=0.5/5=0.1s；勻速段：0.4422×0.025=0.392m，t2=0.392/0.5=0.784s；總時(shí)間t=2t1+t2=0.984s≈0.98s。（2）打磨面積A=0.442×0.002=0.000884m2，進(jìn)給距離0.442m，磨損量Δm=k·F·s=0.8×15×0.442≈5.3mg。（3）日磨損總量=8000×5.3mg=42.4g；單條砂帶可用20g，消耗條數(shù)=ceil(42.4/20)=3條。66.（分析類，15分）某汽車廠白車身激光焊機(jī)器人出現(xiàn)焊縫偏移±0.5mm，超過±0.2mm標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)排查：機(jī)器人重復(fù)定位精度±0.05mm，夾具定位銷間隙±0.1mm，激光視覺傳感器分辨率±0.02mm，溫度變化10℃導(dǎo)致熱變形±0.15mm。請用魚骨圖法分析根本原因，并給出系統(tǒng)級改進(jìn)方案。答案：魚骨圖：人—未做熱機(jī)程序；機(jī)—機(jī)器人未做絕對精度標(biāo)定；料—鈑金來料尺寸超差；法—補(bǔ)償模型未含溫度項(xiàng)；環(huán)—車間無恒溫。改進(jìn)：①采用激光跟蹤儀對機(jī)器人進(jìn)行絕對精度標(biāo)定，補(bǔ)償后誤