工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用編程職業(yè)技能等級(jí)理論知識(shí)考核題庫及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題1分，共30分。每題只有一個(gè)正確答案，請將正確選項(xiàng)字母填入括號(hào)內(nèi)）1.工業(yè)機(jī)器人示教盒上“DEADMAN”開關(guān)的作用是（）。A.啟動(dòng)伺服電機(jī)?B.切斷伺服電源?C.保持伺服使能?D.切換坐標(biāo)系答案：C2.在ABB機(jī)器人RAPID程序中，用于聲明可變量的是（）。A.CONST?B.VAR?C.PERS?D.BOOL答案：B3.當(dāng)六軸機(jī)器人處于奇異點(diǎn)時(shí)，首先出現(xiàn)的報(bào)警代碼是（）。A.SRVO—023?B.MOTN—017?C.JOG—005?D.SYST—011答案：B4.采用Tool0坐標(biāo)系進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，機(jī)器人TCP速度方向始終與（）一致。A.世界坐標(biāo)系X軸?B.工具坐標(biāo)系Z軸?C.工件坐標(biāo)系Y軸?D.基坐標(biāo)系X軸答案：B5.在FANUC機(jī)器人中，將數(shù)字量輸入信號(hào)DI[1]狀態(tài)賦給布爾變量flag的正確語句是（）。A.flag=DI[1]?B.flag=!(DI[1])?C.flag=(DI[1]=ON)?D.flag=DI[1]ANDON答案：C6.若機(jī)器人末端負(fù)載慣量增大，PID控制器首先應(yīng)（）。A.增大P?B.減小I?C.增大D?D.減小P答案：C7.工業(yè)相機(jī)與機(jī)器人進(jìn)行手眼標(biāo)定，若采用“眼在手上”方式，標(biāo)定板應(yīng)固定于（）。A.機(jī)器人法蘭?B.工作臺(tái)?C.相機(jī)外殼?D.導(dǎo)軌滑塊答案：B8.在KUKA機(jī)器人中，中斷優(yōu)先級(jí)最高的是（）。A.硬件急停?B.軟件中斷1?C.用戶中斷17?D.系統(tǒng)中斷32答案：A9.機(jī)器人弧焊過程中，干伸長增加10%，焊接電流約（）。A.增加5%?B.減小5%?C.增加10%?D.減小10%答案：B10.使用離線編程軟件PQArt時(shí)，后置處理器生成目標(biāo)文件的后綴名是（）。A..ls?B..src?C..jbi?D..pgf答案：D11.在ROS中發(fā)布sensor_msgs/JointState消息時(shí)，velocity字段單位是（）。A.rad/s?B.deg/s?C.m/s?D.r/min答案：A12.機(jī)器人TCP標(biāo)定采用4點(diǎn)法時(shí)，第四點(diǎn)與前三點(diǎn)應(yīng)（）。A.共面?B.共線?C.不共面?D.重合答案：C13.若機(jī)器人基座安裝傾斜角為θ，重力補(bǔ)償模型需引入（）。A.sinθ?B.cosθ?C.tanθ?D.θ答案：B14.在YASKAWA機(jī)器人中，命令“MOVJVJ=50”中VJ的單位是（）。A.mm/s?B.%?C.deg/s?D.s答案：B15.機(jī)器人與PLC采用Profinet通信，周期數(shù)據(jù)交換的最小幀間隔為（）。A.125μs?B.250μs?C.1ms?D.4ms答案：B16.當(dāng)機(jī)器人關(guān)節(jié)減速器潤滑油溫度超過85℃時(shí)，應(yīng)優(yōu)先檢查（）。A.伺服驅(qū)動(dòng)器?B.抱閘電壓?C.減速器密封?D.散熱風(fēng)扇答案：D17.在RobotStudio中，將“SmartComponent”輸出信號(hào)連接至機(jī)器人輸入信號(hào)需使用（）。A.I/OConnector?B.SignalViewer?C.StationLogic?D.PythonScript答案：A18.機(jī)器人打磨工藝中，若砂帶線速度v=15m/s，接觸輪直徑D=200mm，則輪轉(zhuǎn)速n約為（）。A.716r/min?B.955r/min?C.1432r/min?D.1592r/min答案：C解析：n=60v/(πD)=60×15/(3.14×0.2)≈1432r/min19.在ISO10218—1中，協(xié)作機(jī)器人功率限制值P≤（）W。A.80?B.150?C.300?D.500答案：B20.機(jī)器人視覺定位若采用“模板匹配”算法，對光照變化最魯棒的是（）。A.SAD?B.NCC?C.SSD?D.Harris答案：B21.在G代碼中，與機(jī)器人MOTN指令對應(yīng)、表示直線插補(bǔ)的是（）。A.G00?B.G01?C.G02?D.G04答案：B22.機(jī)器人關(guān)節(jié)空間軌跡采用三次多項(xiàng)式插值，給定起始角θ0、終止角θf，時(shí)間T，則角加速度最大值出現(xiàn)在（）。A.0?B.T/2?C.T?D.2T/3答案：B23.若機(jī)器人重復(fù)定位精度為±0.02mm，采用2σ統(tǒng)計(jì)，其標(biāo)準(zhǔn)差σ為（）。A.0.01mm?B.0.02mm?C.0.04mm?D.0.005mm答案：A24.在STO（SafeTorqueOff）功能激活后，伺服電機(jī)處于（）。A.自由運(yùn)行?B.能耗制動(dòng)?C.再生制動(dòng)?D.保持勵(lì)磁答案：A25.機(jī)器人激光切割焦點(diǎn)位置誤差Δz=+1mm，將導(dǎo)致切口寬度（）。A.變窄0.1mm?B.變寬0.2mm?C.不變?D.變窄0.3mm答案：B26.在MATLAB機(jī)器人工具箱中，計(jì)算雅可比矩陣的函數(shù)是（）。A.fkine?B.jacob0?C.ikine?D.ctraj答案：B27.機(jī)器人焊接工作站中，清槍站剪絲長度一般設(shè)定為（）。A.5mm?B.10mm?C.15mm?D.20mm答案：B28.若機(jī)器人控制柜24V電源模塊輸出跌落至22V，最先引發(fā)的報(bào)警是（）。A.伺服過載?B.I/O異常?C.編碼器電池?D.安全回路答案：B29.在ROS2中，節(jié)點(diǎn)間通信默認(rèn)采用（）中間件。A.FastRTPS?B.ZeroMQ?C.MQTT?D.OPCUA答案：A30.機(jī)器人噴涂靜電高壓通常為（）kV。A.10—30?B.40—60?C.70—90?D.100—120答案：B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，請將所有正確選項(xiàng)字母填入括號(hào)內(nèi)，漏選、錯(cuò)選均不得分）31.下列哪些屬于機(jī)器人常用現(xiàn)場總線（）。A.EtherCAT?B.CANopen?C.RS—232?D.DeviceNet?E.Profibus答案：ABDE32.機(jī)器人TCP標(biāo)定誤差來源包括（）。A.關(guān)節(jié)零點(diǎn)漂移?B.探針球半徑未補(bǔ)償?C.標(biāo)定點(diǎn)共面?D.減速器回差?E.手眼標(biāo)定誤差答案：ABD33.在RAPID程序中，可導(dǎo)致程序指針無法繼續(xù)向下執(zhí)行的指令有（）。A.WaitUntil?B.Stop?C.EXIT?D.WaitTime?E.RETURN答案：BC34.機(jī)器人協(xié)作模式的安全檢測手段包括（）。A.力覺傳感器?B.安全激光掃描儀?C.安全PLC?D.安全編碼器?E.安全繼電器答案：ABCD35.下列哪些措施可降低機(jī)器人軌跡抖動(dòng)（）。A.降低速度?B.增大加速度?C.使用S曲線加減速?D.提高采樣頻率?E.減小TCP負(fù)載答案：ACDE36.機(jī)器人視覺系統(tǒng)標(biāo)定需獲取的參數(shù)有（）。A.相機(jī)內(nèi)參?B.相機(jī)外參?C.手眼關(guān)系?D.鏡頭畸變?E.光源色溫答案：ABCD37.關(guān)于機(jī)器人關(guān)節(jié)伺服電機(jī)，下列說法正確的是（）。A.額定轉(zhuǎn)速越高，轉(zhuǎn)矩常數(shù)越小?B.永磁同步電機(jī)需編碼器零位?C.減速器作用主要為增大慣量?D.抱閘斷電制動(dòng)?E.熱敏電阻用于過熱保護(hù)答案：ABDE38.機(jī)器人激光焊縫跟蹤系統(tǒng)組成包括（）。A.激光器?B.工業(yè)相機(jī)?C.掃描振鏡?D.圖像處理單元?E.機(jī)器人控制器答案：ABDE39.在FANUC機(jī)器人中，宏指令可綁定的觸發(fā)方式有（）。A.DI上升沿?B.UI[1]?C.報(bào)警發(fā)生?D.定時(shí)器?E.手動(dòng)按鍵答案：ABDE40.機(jī)器人能耗制動(dòng)單元主要元件包括（）。A.IGBT?B.制動(dòng)電阻?C.續(xù)流二極管?D.電解電容?E.霍爾傳感器答案：ABC三、填空題（每空1分，共20分）41.ABB機(jī)器人系統(tǒng)模塊中，預(yù)定義用于數(shù)字量輸出的數(shù)據(jù)類型是________。答案：bool42.若機(jī)器人減速比為i=100，電機(jī)編碼器分辨率為17位，則關(guān)節(jié)單圈反饋脈沖數(shù)為________。答案：13107243.在KUKA機(jī)器人中，將變量pos1聲明為可變量應(yīng)寫________。答案：DECLPOSpos144.機(jī)器人弧焊時(shí)，保護(hù)氣流量單位常用________。答案：L/min45.當(dāng)機(jī)器人處于世界坐標(biāo)系下，繞X軸旋轉(zhuǎn)30°的旋轉(zhuǎn)矩陣第三列為________（填寫三個(gè)數(shù)值，用逗號(hào)分隔）。答案：0,0.5,0.86646.機(jī)器人視覺OpenCV函數(shù)cv::solvePnP計(jì)算的是________位姿。答案：外參47.在ROS中，機(jī)器人模型文件采用________格式描述。答案：URDF48.機(jī)器人安全等級(jí)CAT3要求平均危險(xiǎn)失效時(shí)間MTTFd≥________年。答案：10049.若機(jī)器人關(guān)節(jié)最大加速度為αmax，采用梯形速度規(guī)劃，則最小運(yùn)動(dòng)時(shí)間tmin與行程θ關(guān)系為tmin=________（根號(hào)形式）。答案：sqrt(4θ/αmax)50.機(jī)器人噴涂膜厚與行走速度成________比。答案：反51.在FANUC機(jī)器人中，將DO[1]強(qiáng)制為ON的示教器快捷鍵為________。答案：FCTN→FORCE52.機(jī)器人激光焊常見離焦量定義為焦點(diǎn)至工件表面的________距離。答案：垂直53.當(dāng)機(jī)器人控制柜采用IP54防護(hù)，第一位數(shù)字5表示防塵________。答案：有限侵入54.機(jī)器人末端執(zhí)行器重力補(bǔ)償常采用________控制策略。答案：前饋55.在RobotStudio中，將兩個(gè)機(jī)械裝置組合為一套系統(tǒng)需使用________功能。答案：MechanismLink56.機(jī)器人關(guān)節(jié)絕對式編碼器采用________接口傳輸單圈數(shù)據(jù)。答案：BISS—C57.若機(jī)器人基坐標(biāo)系原點(diǎn)向上平移100mm，則原示教點(diǎn)P坐標(biāo)(x,y,z)變?yōu)開_______。答案：(x,y,z+100)58.機(jī)器人打磨接觸力控制常采用________傳感器。答案：六維力59.在ProfinetIRT幀中，數(shù)據(jù)循環(huán)周期最小為________μs。答案：25060.機(jī)器人控制柜散熱風(fēng)道設(shè)計(jì)應(yīng)保證進(jìn)風(fēng)口與出風(fēng)口溫差小于________℃。答案：10四、判斷題（每題1分，共10分。正確打“√”，錯(cuò)誤打“×”）61.機(jī)器人重復(fù)定位精度一定高于絕對定位精度。（）答案：√62.在ROS中，節(jié)點(diǎn)名稱允許出現(xiàn)中文字符。（）答案：×63.機(jī)器人焊接時(shí)，干伸長越長，熔深越大。（）答案：×64.采用力控打磨時(shí)，增大比例增益一定會(huì)提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。（）答案：×65.機(jī)器人視覺手眼標(biāo)定結(jié)果可保存為YAML文件供ROS調(diào)用。（）答案：√66.在ABB機(jī)器人中，模塊屬性NOVIEW可使模塊在示教器隱藏。（）答案：√67.機(jī)器人控制柜EMC測試項(xiàng)目包括靜電放電、射頻輻射、電壓跌落。（）答案：√68.機(jī)器人關(guān)節(jié)諧波減速器允許輸入轉(zhuǎn)速可超過10000r/min。（）答案：×69.機(jī)器人噴涂靜電高壓電源正負(fù)極均可接地。（）答案：×70.在KUKA機(jī)器人中，提交解釋器與機(jī)器人解釋器共享同一套變量。（）答案：×五、簡答題（共30分）71.（封閉型，6分）說明機(jī)器人TCP標(biāo)定4點(diǎn)法的數(shù)學(xué)原理，并給出最小二乘求解步驟。答案：1)原理：假設(shè)探針球心相對于機(jī)器人法蘭位姿不變，機(jī)器人移動(dòng)四個(gè)不同姿態(tài)，使探針接觸固定參考點(diǎn)，得到四組法蘭位姿T1…T4。設(shè)未知TCP相對于法蘭為X，則Ti·X=Pi，Pi為同一參考點(diǎn)在世界坐標(biāo)系坐標(biāo)。2)構(gòu)建方程：令X=[xyz1]T，將旋轉(zhuǎn)矩陣R與平移向量p分離，得Ri·p+pi=P，整理得Ri·p=Ppi。3)堆疊四組方程得A·p=b，其中A=[R1;R2;R3;R4]，b=[Pp1;Pp2;Pp3;Pp4]。4)最小二乘解：p=(A^T·A)^1·A^T·b。5)求出p后，再計(jì)算球半徑補(bǔ)償，最終得到TCP位姿。72.（開放型，6分）列舉并解釋三種機(jī)器人協(xié)作安全檢測技術(shù)，比較其優(yōu)缺點(diǎn)。答案：1)安全激光掃描儀：通過TOF或相位差測量，實(shí)現(xiàn)2D平面入侵檢測。優(yōu)點(diǎn)：響應(yīng)快、安裝靈活；缺點(diǎn)：無法檢測透明物體、價(jià)格較高。2)力覺傳感器基力控：安裝于關(guān)節(jié)或腕部，實(shí)時(shí)監(jiān)測外力。優(yōu)點(diǎn)：可直接感知碰撞力、適合力控任務(wù)；缺點(diǎn)：需動(dòng)態(tài)建模、易受負(fù)載慣量干擾。3)安全編碼器+驅(qū)動(dòng)器監(jiān)測：通過雙通道編碼器比較，檢測異常扭矩。優(yōu)點(diǎn)：硬件級(jí)安全、符合SIL3；缺點(diǎn)：僅檢測關(guān)節(jié)級(jí)異常，無法區(qū)分外力與內(nèi)部故障。73.（封閉型，6分）給出機(jī)器人S曲線加減速的加速度表達(dá)式，并說明其優(yōu)點(diǎn)。答案：加速度a(t)=J·t?0≤t≤T1a(t)=J·T1?T1≤t≤T2a(t)=J·(TT1T2t)?T2≤t≤T其中J為加加速度，T1=T3=J/a_max，T2=(v_maxa_max2/J)/a_max。優(yōu)點(diǎn)：加速度連續(xù)，無突變，減小機(jī)械沖擊與振動(dòng)，提高軌跡精度與壽命。74.（開放型，6分）描述機(jī)器人視覺定位中“眼在手上”手眼標(biāo)定的完整流程，并給出誤差控制要點(diǎn)。答案：流程：1)固定標(biāo)定板于工作臺(tái)；2)機(jī)器人帶動(dòng)相機(jī)拍攝≥10個(gè)不同位姿圖像；3)提取角點(diǎn)，計(jì)算相機(jī)內(nèi)參；4)使用AX=XB方程求解手眼關(guān)系；5)重投影誤差>0.3pixel則剔除異常位姿重新計(jì)算。誤差控制：a)標(biāo)定板平面與光軸夾角15°—45°；b)覆蓋整個(gè)成像視野；c)使用亞像素角點(diǎn)提?。籨)相機(jī)固定牢靠，避免拍攝震動(dòng)；e)溫度穩(wěn)定，避免熱漂移。75.（封閉型，6分）已知機(jī)器人關(guān)節(jié)1減速比i=160，電機(jī)額定轉(zhuǎn)速3000r/min，求關(guān)節(jié)1最大角速度ω，并換算為°/s。答案：電機(jī)角速度=3000×2π/60=314.16rad/s關(guān)節(jié)角速度ω=314.16/160=1.963rad/s換算：1.963×180/π≈112.5°/s六、應(yīng)用題（共40分）76.（計(jì)算類，10分）某六軸機(jī)器人需將20kg箱體從A點(diǎn)搬運(yùn)至B點(diǎn)，水平位移1.2m，垂直提升0.8m，最大加速度2m/s2，減速度等于加速度，勻速段速度1m/s。忽略關(guān)節(jié)差異，按梯形速度規(guī)劃計(jì)算最短搬運(yùn)時(shí)間。答案：加速段：t1=v/a=1/2=0.5s，位移s1=0.5at12=0.25m減速段同t3=0.5s，s3=0.25m勻速段位移s2=1.20.250.25=0.7m，t2=0.7/1=0.7s總時(shí)間T=0.5+0.7+0.5=1.7s垂直方向同理，加速段0.5s上升0.25m，剩余0.55m以1m/s勻速，需0.55s，減速0.5s。垂直總時(shí)間=0.5+0.55+0.5=1.55s取較長者，最短搬運(yùn)時(shí)間=1.7s77.（分析類，10分）機(jī)器人弧焊工作站連續(xù)出現(xiàn)焊縫偏移±1mm，已知：1)重復(fù)定位精度±0.05mm；2)工裝定位銷磨損0.2mm；3)焊絲干伸長波動(dòng)±3mm；4)視覺尋位誤差±0.3mm；5)工件熱變形導(dǎo)致端部偏移±0.6mm。用誤差合成公式分析各誤差貢獻(xiàn)比例，并提出改進(jìn)排序。答案：總誤差δ=sqrt(0.052+0.22+0.32+0.62)=sqrt(0.0025+0.04+0.09+0.36)=sqrt(0.4925)≈0.702mm貢獻(xiàn)比例：重復(fù)定位2%，工裝8%，視覺21%，熱變形52%，干伸長17%。改進(jìn)排序：1)增加工裝定位銷更換周期