2025年全國工業(yè)機(jī)器人競(jìng)賽題庫及答案一、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(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，用于實(shí)現(xiàn)末端執(zhí)行器空間姿態(tài)的軸通常稱為（）。A.移動(dòng)軸B.旋轉(zhuǎn)軸C.姿態(tài)軸D.線性軸答案：C2.在示教器手動(dòng)模式下，若機(jī)器人處于T1速度限制狀態(tài)，其最大運(yùn)行速度為（）。A.50mm/sB.125mm/sC.250mm/sD.500mm/s答案：C3.下列現(xiàn)場(chǎng)總線中，實(shí)時(shí)性最高、循環(huán)周期最短的是（）。A.DeviceNetB.PROFINETIRTC.CCLinkD.ASi答案：B4.六軸串聯(lián)機(jī)器人逆運(yùn)動(dòng)學(xué)求解出現(xiàn)多組解時(shí)，優(yōu)先選取的準(zhǔn)則是（）。A.能量最小B.行程最短C.關(guān)節(jié)限位最優(yōu)D.基坐標(biāo)變化最小答案：C5.當(dāng)機(jī)器人關(guān)節(jié)減速機(jī)采用RV結(jié)構(gòu)時(shí)，其傳動(dòng)特點(diǎn)不包括（）。A.大減速比B.高剛性C.中空走線D.反向間隙可調(diào)答案：D6.在ISO102181:2011中，協(xié)作機(jī)器人功率與力限制（PFL）模式要求，瞬態(tài)接觸力超過（）時(shí)必須停機(jī)。A.80NB.120NC.150ND.200N答案：C7.機(jī)器人視覺定位中，若采用眼在手上（eyeinhand）安裝，手眼標(biāo)定求解的是（）。A.相機(jī)內(nèi)參B.相機(jī)與機(jī)器人基坐標(biāo)關(guān)系C.相機(jī)與末端法蘭關(guān)系D.工件與基坐標(biāo)關(guān)系答案：C8.使用增量式編碼器時(shí)，開機(jī)必須回零的根本原因是（）。A.清除累計(jì)誤差B.建立絕對(duì)基準(zhǔn)C.校準(zhǔn)減速比D.檢查方向答案：B9.在RobotStudio中，若要將兩個(gè)Smart組件信號(hào)關(guān)聯(lián)，應(yīng)使用（）。A.I/OConnectionB.PythonScriptC.LogicGateD.Attacher答案：A10.機(jī)器人末端負(fù)載慣量增大時(shí)，PID控制器最需要調(diào)整的參數(shù)是（）。A.PB.IC.DD.前饋答案：D11.下列哪種傳感器最適合用于檢測(cè)非金屬工件的有無（）。A.電感式接近開關(guān)B.電容式接近開關(guān)C.光電對(duì)射開關(guān)D.應(yīng)變片答案：B12.在ROS2中，話題（topic）通信默認(rèn)采用的QoS策略是（）。A.BesteffortB.ReliableC.TransientlocalD.Keeplast1答案：B13.機(jī)器人弧焊過程中，出現(xiàn)咬邊缺陷，最可能的原因是（）。A.電流過小B.電壓過高C.干伸長(zhǎng)過長(zhǎng)D.焊接速度過快答案：D14.若機(jī)器人TCP標(biāo)定誤差為0.5mm，則進(jìn)行直線插補(bǔ)時(shí)，最大軌跡偏差可能達(dá)到（）。A.0.1mmB.0.3mmC.0.5mmD.1.0mm答案：C15.在G代碼中，與機(jī)器人MOTN指令“MoveL”功能最接近的是（）。A.G00B.G01C.G02D.G04答案：B16.機(jī)器人關(guān)節(jié)空間軌跡規(guī)劃采用五次多項(xiàng)式時(shí)，需要給定的邊界條件數(shù)量為（）。A.4B.6C.8D.10答案：B17.若機(jī)器人基坐標(biāo)系與大地坐標(biāo)系存在3°繞Z軸的安裝誤差，則10m距離產(chǎn)生的線性誤差約為（）。A.0.5mmB.5mmC.52mmD.523mm答案：C18.在PLCopenPart4規(guī)范中，機(jī)器人軸組使能信號(hào)對(duì)應(yīng)的函數(shù)塊是（）。A.MC_PowerB.MC_ResetC.MC_HomeD.MC_Stop答案：A19.機(jī)器人打磨系統(tǒng)中，若采用六維力傳感器進(jìn)行恒力控制，其采樣頻率一般不低于（）。A.100HzB.500HzC.1kHzD.4kHz答案：C20.在EtherCAT網(wǎng)絡(luò)中，分布時(shí)鐘（DC）同步誤差通?？煽刂圃冢ǎ┮詢?nèi)。A.1μsB.10μsC.100μsD.1ms答案：A21.機(jī)器人激光切割時(shí)，若焦點(diǎn)位置高于板面，切縫將（）。A.變窄B.變寬C.不變D.出現(xiàn)毛刺答案：B22.在SCARA機(jī)器人中，決定平面定位精度的主要是（）。A.第一、二軸B.第三軸C.第四軸D.底座安裝答案：A23.機(jī)器人電池電量低報(bào)警屬于ISO10218中定義的（）級(jí)停止。A.0B.1C.2D.3答案：B24.若機(jī)器人控制系統(tǒng)采用雙CPU架構(gòu)，其中運(yùn)動(dòng)控制CPU與邏輯控制CPU通過（）通信效率最高。A.UARTB.SPIC.SharedMemoryD.CAN答案：C25.在機(jī)器人搬運(yùn)工作站中，吸盤真空度低于（）時(shí)，系統(tǒng)必須觸發(fā)掉料檢測(cè)。A.?20kPaB.?40kPaC.?60kPaD.?80kPa答案：B26.機(jī)器人離線編程軟件進(jìn)行碰撞檢測(cè)時(shí)，最小三角面片數(shù)一般設(shè)置為（）。A.500B.1000C.5000D.10000答案：C27.在YaskawaDX200中，若變量B000=1，則指令“JUMPLABELIFB000”執(zhí)行后將（）。A.跳轉(zhuǎn)B.不跳轉(zhuǎn)C.報(bào)警D.等待答案：A28.機(jī)器人關(guān)節(jié)采用諧波減速機(jī)時(shí)，其柔輪材料通常為（）。A.45鋼B.鋁合金C.球墨鑄鐵D.高彈性合金鋼答案：D29.在UR協(xié)作機(jī)器人腳本中，下列指令可實(shí)現(xiàn)TCP速度連續(xù)變化的是（）。A.movejB.movelC.speedjD.force_mode答案：C30.機(jī)器人安全圍欄高度若低于1.4m，必須加裝（）。A.安全墊B.光幕C.激光掃描儀D.頂部防護(hù)網(wǎng)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.下列屬于機(jī)器人常用冗余傳感器的有（）。A.雙編碼器B.雙PLCC.雙抱閘D.雙伺服驅(qū)動(dòng)答案：A、C32.機(jī)器人控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能安全的措施包括（）。A.雙通道急停B.安全限速C.安全位置D.安全總線答案：A、B、C、D33.下列因素會(huì)導(dǎo)致機(jī)器人重復(fù)定位精度下降的有（）。A.減速機(jī)磨損B.連桿變形C.編碼器分辨率降低D.控制柜風(fēng)扇停轉(zhuǎn)答案：A、B、C34.在機(jī)器人視覺引導(dǎo)抓取中，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：A、B、C35.機(jī)器人電弧跟蹤系統(tǒng)需要采集的實(shí)時(shí)信號(hào)有（）。A.焊接電流B.電弧電壓C.焊絲速度D.保護(hù)氣流量答案：A、B36.下列關(guān)于協(xié)作機(jī)器人安全參數(shù)的表述正確的有（）。A.生物力學(xué)限值與人體部位有關(guān)B.瞬態(tài)與準(zhǔn)靜態(tài)接觸限值不同C.力限值與速度無關(guān)D.必須考慮最壞情況下的接觸面積答案：A、B、D37.機(jī)器人打磨工藝中，導(dǎo)致工件過切的原因有（）。A.進(jìn)給過大B.砂輪磨損C.力控增益過大D.法向力設(shè)定值過小答案：A、B、C38.在ROS中，move_group節(jié)點(diǎn)默認(rèn)使用的路徑規(guī)劃算法庫包括（）。A.OMPLB.CHOMPC.STOMPD.A答案：A、B、C39.機(jī)器人電池維護(hù)中，下列做法正確的有（）。A.每半年充放電一次B.長(zhǎng)期浮充C.存放于干燥環(huán)境D.電量低于20%立即充電答案：A、C、D40.下列關(guān)于EtherCAT從站同步窗口的描述正確的有（）。A.由主站配置B.與分布時(shí)鐘有關(guān)C.越小越好D.抖動(dòng)小于1μs答案：A、B、D三、填空題（每空1分，共30分）41.工業(yè)機(jī)器人常用的三大核心部件為________、________、________。答案：伺服電機(jī)、減速機(jī)、控制系統(tǒng)42.在DenavitHartenberg參數(shù)中，連桿扭角用符號(hào)________表示，其定義為________。答案：α，沿公垂線旋轉(zhuǎn)到下一軸的角度43.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.機(jī)器人安全類別Cat.3要求單故障響應(yīng)時(shí)間不超過________ms。答案：50045.在PLCopen運(yùn)動(dòng)控制規(guī)范中，電子齒輪比功能對(duì)應(yīng)的函數(shù)塊名稱為________。答案：MC_GearIn46.機(jī)器人激光焊縫跟蹤常用的傳感器類型為________傳感器。答案：激光三角測(cè)量47.當(dāng)機(jī)器人采用離線編程時(shí)，標(biāo)定工件坐標(biāo)系常用的三點(diǎn)法名稱是________法。答案：三點(diǎn)/六點(diǎn)（答任一即給分）48.機(jī)器人控制系統(tǒng)中，電流環(huán)帶寬一般設(shè)置為速度環(huán)帶寬的________倍。答案：5～1049.在URScript中，獲取當(dāng)前TCP位姿的函數(shù)為________。答案：get_actual_tcp_pose()50.機(jī)器人防護(hù)等級(jí)IP65中，數(shù)字6表示________，數(shù)字5表示________。答案：完全防塵，防噴射水51.若機(jī)器人減速比為100，電機(jī)編碼器分辨率為17位，則關(guān)節(jié)單圈分辨率為________脈沖。答案：1310720052.機(jī)器人弧焊干伸長(zhǎng)增加10mm，焊接電流約下降________%。答案：4～653.在KUKAKRL中，將變量聲明為全局變量需使用關(guān)鍵字________。答案：GLOBAL54.機(jī)器人視覺手眼標(biāo)定方程AX=XB中，A表示________，B表示________。答案：機(jī)器人運(yùn)動(dòng)，相機(jī)運(yùn)動(dòng)55.機(jī)器人打磨接觸力控制常用的兩種策略為________控制和________控制。答案：力/位混合，阻抗56.當(dāng)機(jī)器人處于奇異點(diǎn)時(shí)，雅可比矩陣的行列式值為________。答案：057.機(jī)器人電池更換后，必須執(zhí)行的操作為________更新。答案：編碼器計(jì)數(shù)58.在ISO9283中，測(cè)量位姿重復(fù)性需連續(xù)運(yùn)行________次。答案：3059.機(jī)器人控制柜內(nèi)，用于吸收電網(wǎng)浪涌的元件為________。答案：壓敏電阻60.機(jī)器人伺服驅(qū)動(dòng)器面板顯示Err18，通常代表________報(bào)警。答案：編碼器電池欠壓四、簡(jiǎn)答題（每題6分，共30分）61.簡(jiǎn)述機(jī)器人TCP標(biāo)定“四點(diǎn)法”的操作步驟與數(shù)學(xué)原理。答案：操作步驟：1.固定尖端作為參考點(diǎn)；2.以不同姿態(tài)移動(dòng)機(jī)器人使TCP對(duì)準(zhǔn)參考點(diǎn)，記錄四組法蘭坐標(biāo)；3.系統(tǒng)求解球心即為TCP。數(shù)學(xué)原理：設(shè)四點(diǎn)法蘭坐標(biāo)為Pi，球心X滿足|Pi?X|=R，建立超定方程組，用最小二乘法求解X，使得誤差平方和最小。62.說明協(xié)作機(jī)器人“功率與力限制”模式的安全設(shè)計(jì)要點(diǎn)。答案：1.實(shí)時(shí)力監(jiān)測(cè)：采用六維力傳感器或關(guān)節(jié)電流估算；2.生物力學(xué)限值：依據(jù)ISO/TS15066設(shè)定各部位閾值；3.雙通道安全CPU：符合Cat.3PLd；4.響應(yīng)時(shí)間<500ms；5.接觸分類：瞬態(tài)/準(zhǔn)靜態(tài)，采用不同限值；6.用戶可配置：通過安全參數(shù)界面調(diào)整速度與力；7.故障檢測(cè)：?jiǎn)喂收献栽\斷并停機(jī)。63.列舉機(jī)器人視覺引導(dǎo)抓取系統(tǒng)的主要誤差來源并給出補(bǔ)償策略。答案：誤差來源：1.相機(jī)標(biāo)定誤差；2.手眼標(biāo)定誤差；3.機(jī)器人絕對(duì)精度；4.鏡頭畸變；5.光源變化；6.工件尺寸公差。補(bǔ)償策略：1.高精度標(biāo)定板與多姿態(tài)重投影優(yōu)化；2.手眼標(biāo)定采用AX=XB分解并加入非線性優(yōu)化；3.機(jī)器人DH參數(shù)辨識(shí)與絕對(duì)精度補(bǔ)償；4.畸變模型校正；5.閉環(huán)反饋采用自適應(yīng)閾值；6.3D點(diǎn)云匹配容忍公差。64.解釋機(jī)器人“抖動(dòng)”現(xiàn)象的產(chǎn)生機(jī)理及抑制方法。答案：機(jī)理：1.關(guān)節(jié)減速機(jī)背隙；2.連桿柔性；3.伺服增益過高；4.軌跡高階不連續(xù)；5.結(jié)構(gòu)共振。抑制：1.降低速度環(huán)增益并提高電流環(huán)帶寬；2.輸入整形或前饋補(bǔ)償；3.采用S曲線加減速；4.增加機(jī)械阻尼；5.濾波器抑制共振頻率；6.減小TCP負(fù)載慣量。65.說明機(jī)器人電弧跟蹤系統(tǒng)的組成、原理及適用場(chǎng)景。答案：組成：電流傳感器、電壓傳感器、擺動(dòng)機(jī)構(gòu)、控制器。原理：擺動(dòng)電弧時(shí)，弧長(zhǎng)變化導(dǎo)致電流/電壓變化，提取橫向與高低偏差信號(hào)，實(shí)時(shí)修正軌跡。適用：V形坡口、角焊縫，板厚≥3mm，材料碳鋼、不銹鋼，要求無激光傳感器成本場(chǎng)合。五、計(jì)算題（共30分）66.（8分）某六軸機(jī)器人第二關(guān)節(jié)減速比N=160，電機(jī)額定轉(zhuǎn)速3000r/min，求關(guān)節(jié)最大角速度ω。若要求該關(guān)節(jié)在0.2s內(nèi)從靜止勻加速到最大角速度，計(jì)算角加速度ε及所需力矩T（負(fù)載慣量IL=0.8kg·m2，電機(jī)轉(zhuǎn)子慣量Im=0.02kg·m2，忽略摩擦）。答案：ω=3000×2π/60/160=1.96rad/s；ε=ω/t=9.8rad/s2；總慣量I=IL+Im·N2=0.8+0.02×25600=512.8kg·m2；T=I·ε=5025N·m。67.（10分）機(jī)器人打磨工件表面為平面，法向力設(shè)定Fs=60N，力傳感器測(cè)得實(shí)際Fz=45N，誤差積分∑e=18N·s，KP=2，KI=0.5，KD=0.1，周期T=0.01s，當(dāng)前誤差e=15N，上一次誤差e1=12N，計(jì)算PID輸出Δx（mm），并說明正負(fù)號(hào)含義。答案：Δx=KP·e+KI·∑e+KD·(e?e1)/T=30+9+30=69mm；正號(hào)表示TCP需沿工件法向壓入69mm以增加接觸力。68.（12分）如圖，機(jī)器人需將10kg箱體從A(0.5,0,0)m直線搬至B(0.5,1.2,0)m，最大加速度2m/s2，最大速度1m/s，采用對(duì)稱梯形速度規(guī)劃，求最短搬運(yùn)時(shí)間t及電機(jī)總耗能E（忽略旋轉(zhuǎn)，水平運(yùn)動(dòng)，摩擦系數(shù)μ=0.05，減速機(jī)效率η=0.9，N=100）。答案：加速段t1=v/a=0.5s，加速距離s1=0.25m，總距離1.2m>2s1，存在勻速段；勻速距離s2=0.7m，勻速時(shí)間t2=0.7s；總時(shí)間t=2t1+t2=1.7s；加速段推力F=ma+μmg=20+4.9=24.9N，電機(jī)功率P=F·v/η=27.7W，加速耗能E1=∫Pdt=13.8J；勻速段P=μmgv/η=5.4W，E2=3.8J；減速段能量回饋忽略，總耗能E=2E1+E2=31.4J。六、綜合分析題（共30分）69.（15分）某汽車零部件廠計(jì)劃用機(jī)器人完成發(fā)動(dòng)機(jī)缸體去毛刺作業(yè)，工件重量18kg，材質(zhì)鑄鐵，毛刺最大厚度1.5mm，節(jié)拍要求<90s，表面粗糙度Ra≤25μm。現(xiàn)有兩臺(tái)備選機(jī)器人：A機(jī)型負(fù)載20kg、重復(fù)精度±0.05mm；B機(jī)型負(fù)載35kg、重復(fù)精度±0.08mm。去毛刺工具為氣動(dòng)主軸，徑向受力可達(dá)30N，轉(zhuǎn)速30000r/min。請(qǐng)完成：（1）選型并說明理由；（2）給出力控策略；（3）設(shè)計(jì)末端執(zhí)行器簡(jiǎn)圖并標(biāo)注關(guān)鍵尺寸；（4）提出安全方案。答案：（1）選B機(jī)型：負(fù)載余量更大，可抵消主軸