2025年(工業(yè)機(jī)器人技術(shù))工業(yè)機(jī)器人操作與編程試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.工業(yè)機(jī)器人的“重復(fù)定位精度”通常指的是（）。A.機(jī)器人末端執(zhí)行器多次到達(dá)同一目標(biāo)點(diǎn)的位置一致性B.機(jī)器人首次到達(dá)目標(biāo)點(diǎn)的絕對位置誤差C.機(jī)器人完成一個工作循環(huán)的總時間誤差D.機(jī)器人各關(guān)節(jié)角度的測量精度2.以下哪種坐標(biāo)系是以機(jī)器人安裝基座為原點(diǎn)的固定坐標(biāo)系？（）A.工具坐標(biāo)系（ToolFrame）B.基坐標(biāo)系（BaseFrame）C.用戶坐標(biāo)系（UserFrame）D.工件坐標(biāo)系（WorkObjectFrame）3.工業(yè)機(jī)器人常用的驅(qū)動方式中，應(yīng)用最廣泛的是（）。A.液壓驅(qū)動B.氣壓驅(qū)動C.電動驅(qū)動D.機(jī)械驅(qū)動4.在示教編程模式下，工業(yè)機(jī)器人的最大運(yùn)行速度通常被限制為（）。A.50mm/sB.250mm/sC.500mm/sD.1000mm/s5.以下哪種指令是ABB機(jī)器人RAPID語言中用于定義工具坐標(biāo)系的？（）A.MoveJB.ToolDataC.JointTargetD.PosCorrect6.工業(yè)機(jī)器人的“自由度”是指（）。A.機(jī)器人可移動的關(guān)節(jié)數(shù)量B.機(jī)器人末端執(zhí)行器在空間中的獨(dú)立運(yùn)動維度C.機(jī)器人控制系統(tǒng)的編程自由度D.機(jī)器人工作范圍內(nèi)的最大覆蓋區(qū)域7.當(dāng)工業(yè)機(jī)器人出現(xiàn)“伺服報(bào)警”時，最可能的原因是（）。A.示教器電池電量不足B.電機(jī)或編碼器故障C.程序中存在語法錯誤D.工件夾具未夾緊8.以下哪種軌跡規(guī)劃方式適用于需要精確控制路徑的焊接作業(yè)？（）A.關(guān)節(jié)空間規(guī)劃（JointSpace）B.笛卡爾空間規(guī)劃（CartesianSpace）C.點(diǎn)到點(diǎn)規(guī)劃（PTP）D.直線插補(bǔ)規(guī)劃（Linear）9.工業(yè)機(jī)器人的“工作范圍”是指（）。A.機(jī)器人末端執(zhí)行器能到達(dá)的所有點(diǎn)的集合B.機(jī)器人各關(guān)節(jié)的最大旋轉(zhuǎn)角度范圍C.機(jī)器人控制系統(tǒng)支持的最大程序容量D.機(jī)器人與周邊設(shè)備的最小安全距離10.在FANUC機(jī)器人的Karel編程中，用于定義變量的關(guān)鍵字是（）。A.DEFB.VARC.IFD.WHILE二、多項(xiàng)選擇題（每題3分，共15分。多選、錯選不得分，少選得1分）1.工業(yè)機(jī)器人的基本組成部分包括（）。A.機(jī)械本體B.控制系統(tǒng)C.驅(qū)動系統(tǒng)D.示教器2.以下屬于工業(yè)機(jī)器人安全操作規(guī)范的是（）。A.進(jìn)入機(jī)器人工作區(qū)前需關(guān)閉動力電源B.示教時保持單步模式C.定期檢查急停按鈕有效性D.在機(jī)器人運(yùn)行時清理其工作區(qū)域3.工具坐標(biāo)系（ToolFrame）的標(biāo)定方法包括（）。A.三點(diǎn)法B.六點(diǎn)法C.九點(diǎn)法D.激光跟蹤儀法4.工業(yè)機(jī)器人編程方式可分為（）。A.示教編程B.離線編程C.在線編程D.自主編程5.以下可能導(dǎo)致機(jī)器人碰撞的原因有（）。A.工件定位誤差B.工具坐標(biāo)系標(biāo)定錯誤C.程序中路徑點(diǎn)位置偏移D.伺服電機(jī)扭矩限制設(shè)置過高三、填空題（每空2分，共20分）1.工業(yè)機(jī)器人按結(jié)構(gòu)形式分類，常見的有直角坐標(biāo)型、圓柱坐標(biāo)型、______和______。2.機(jī)器人運(yùn)動學(xué)分為______（已知關(guān)節(jié)角度求末端位置）和______（已知末端位置求關(guān)節(jié)角度）。3.示教器上的“使能開關(guān)”通常需要保持______狀態(tài)才能操作機(jī)器人移動。4.工業(yè)機(jī)器人的“絕對定位精度”是指______與______的偏差。5.在KUKA機(jī)器人的KRL語言中，用于定義用戶坐標(biāo)系的指令是______。6.機(jī)器人焊接作業(yè)中，常用的軌跡插補(bǔ)方式是______和______。四、簡答題（每題8分，共40分）1.簡述工業(yè)機(jī)器人示教編程的基本流程。2.說明工具坐標(biāo)系標(biāo)定的目的，并列舉三點(diǎn)法標(biāo)定的具體步驟。3.對比關(guān)節(jié)空間軌跡規(guī)劃與笛卡爾空間軌跡規(guī)劃的優(yōu)缺點(diǎn)。4.列舉工業(yè)機(jī)器人常見的電氣故障類型（至少4種），并說明對應(yīng)的排查方法。5.解釋“用戶坐標(biāo)系”的作用，并說明如何通過示教法創(chuàng)建一個用戶坐標(biāo)系（以ABB機(jī)器人為例）。五、應(yīng)用題（共25分）1.軌跡規(guī)劃計(jì)算（8分）某六軸工業(yè)機(jī)器人需將工件從點(diǎn)A（X=100mm，Y=200mm，Z=300mm）直線移動到點(diǎn)B（X=400mm，Y=500mm，Z=600mm），移動時間為2秒。假設(shè)機(jī)器人末端沿X、Y、Z軸的速度均勻變化，求：（1）X軸方向的位移增量；（2）末端執(zhí)行器在X軸方向的平均速度；（3）若實(shí)際運(yùn)行中X軸方向的最大速度為200mm/s，判斷該軌跡是否滿足速度約束（需寫出計(jì)算過程）。2.編程題（9分）使用ABB機(jī)器人RAPID語言編寫一個搬運(yùn)程序，要求：工具為“tool1”（已定義）；從工件臺（用戶坐標(biāo)系“wobj1”）的取料點(diǎn)“pick_pos”抓取工件；移動至緩存區(qū)（基坐標(biāo)系）的放料點(diǎn)“place_pos”；抓取時使用50%速度，移動時使用80%速度；包含夾爪控制指令（閉合指令：SetDO1,1；打開指令：SetDO1,0）。3.故障分析題（8分）某工業(yè)機(jī)器人在運(yùn)行過程中突然停機(jī)，示教器顯示“ERROR3006：伺服電機(jī)過載”。結(jié)合實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)，分析可能的故障原因（至少4種），并提出對應(yīng)的解決措施。參考答案一、單項(xiàng)選擇題1.A2.B3.C4.B5.B6.B7.B8.D9.A10.B二、多項(xiàng)選擇題1.ABCD2.ABC3.ABD4.AB5.ABC三、填空題1.球坐標(biāo)型；關(guān)節(jié)型2.正向運(yùn)動學(xué)；逆向運(yùn)動學(xué)3.按下（或“激活”）4.實(shí)際位置；目標(biāo)位置5.COORDINATE6.直線插補(bǔ)；圓弧插補(bǔ)四、簡答題1.示教編程基本流程：（1）初始化：開機(jī)、檢查機(jī)器人狀態(tài)、確認(rèn)安全模式（示教模式）；（2）定義工具坐標(biāo)系和用戶坐標(biāo)系；（3）示教路徑點(diǎn)：手動操作機(jī)器人移動至各關(guān)鍵點(diǎn)（如起點(diǎn)、中間點(diǎn)、終點(diǎn)），記錄位置；（4）編輯程序：添加運(yùn)動指令（如MoveJ、MoveL）、邏輯控制指令（如IF、WHILE）及I/O控制指令；（5）調(diào)試與驗(yàn)證：單步運(yùn)行程序，檢查路徑是否符合要求，調(diào)整速度或位置；（6）保存程序并切換至自動模式運(yùn)行。2.工具坐標(biāo)系標(biāo)定目的：確定工具末端相對于機(jī)器人法蘭的位置和姿態(tài)，確保編程時的位置指令準(zhǔn)確作用于工具末端。三點(diǎn)法標(biāo)定步驟：（1）在固定位置放置一個參考點(diǎn)（如精密球）；（2）將工具末端分別以不同姿態(tài)（如垂直、45°傾斜）接觸參考點(diǎn)，記錄每次接觸時的法蘭坐標(biāo)；（3）通過機(jī)器人系統(tǒng)計(jì)算工具坐標(biāo)系的原點(diǎn)（X、Y、Z）和姿態(tài)（Rx、Ry、Rz）；（4）驗(yàn)證標(biāo)定結(jié)果：重復(fù)接觸參考點(diǎn)，檢查位置誤差是否在允許范圍內(nèi)。3.關(guān)節(jié)空間與笛卡爾空間軌跡規(guī)劃對比：關(guān)節(jié)空間規(guī)劃：優(yōu)點(diǎn)是計(jì)算簡單、軌跡平滑（各關(guān)節(jié)獨(dú)立運(yùn)動），適用于點(diǎn)到點(diǎn)運(yùn)動；缺點(diǎn)是末端路徑不可控，可能碰撞周邊設(shè)備。笛卡爾空間規(guī)劃：優(yōu)點(diǎn)是末端路徑精確（如直線、圓?。?，適用于焊接、涂膠等需要嚴(yán)格路徑的作業(yè)；缺點(diǎn)是計(jì)算復(fù)雜（需解決逆運(yùn)動學(xué)），可能因奇異點(diǎn)導(dǎo)致關(guān)節(jié)速度突變。4.常見電氣故障及排查方法：（1）伺服報(bào)警（如過載）：檢查電機(jī)負(fù)載（是否卡阻）、編碼器信號（是否斷線）、驅(qū)動器參數(shù)（電流限制是否過?。?；（2）I/O信號異常：用示教器監(jiān)控I/O狀態(tài)，排查接線松動、PLC程序錯誤或傳感器故障；（3）示教器無顯示：檢查示教器連接線、電源模塊或顯示屏損壞；（4）機(jī)器人無法上電：檢查主電源開關(guān)、保險(xiǎn)絲、急?；芈肥欠駭嚅_。5.用戶坐標(biāo)系作用：將機(jī)器人的絕對坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為工件或工裝的局部坐標(biāo)系，方便編程時以工件為基準(zhǔn)設(shè)定位置。ABB機(jī)器人示教用戶坐標(biāo)系步驟（三點(diǎn)法）：（1）在用戶坐標(biāo)系原點(diǎn)（如工件左下角）示教點(diǎn)1（X0,Y0,Z0）；（2）在X軸正方向示教點(diǎn)2（X1,Y0,Z0），系統(tǒng)自動計(jì)算X軸方向；（3）在XY平面內(nèi)示教點(diǎn)3（X0,Y1,Z0），系統(tǒng)自動計(jì)算Y軸方向（Z軸由右手定則確定）；（4）保存用戶坐標(biāo)系為“wobj1”，后續(xù)編程時調(diào)用該坐標(biāo)系。五、應(yīng)用題1.軌跡規(guī)劃計(jì)算（1）X軸位移增量：400100=300mm；（2）X軸平均速度：300mm/2s=150mm/s；（3）直線移動的最大速度出現(xiàn)在中間時刻，若為勻變速運(yùn)動，最大速度=2×平均速度=300mm/s（若為勻速運(yùn)動則為150mm/s）。題目未明確運(yùn)動類型，通常工業(yè)機(jī)器人直線插補(bǔ)為勻速運(yùn)動，因此實(shí)際最大速度150mm/s≤200mm/s，滿足約束。2.RAPID編程示例```rapidMODULEPickAndPlaceVARToolDatatool1;!已定義工具VARWobjDatawobj1;!已定義用戶坐標(biāo)系VARPospick_pos;!取料點(diǎn)（用戶坐標(biāo)系下）VARPosplace_pos;!放料點(diǎn)（基坐標(biāo)系下）PROCMain()SetDO1,0;!初始打開夾爪MoveJOffs(pick_pos,0,0,50),v50,fine,tool1\WObj:=wobj1;!接近取料點(diǎn)上方MoveLpick_pos,v50,fine,tool1\WObj:=wobj1;!下降到取料點(diǎn)SetDO1,1;!閉合夾爪抓取MoveLOffs(pick_pos,0,0,50),v50,fine,tool1\WObj:=wobj1;!提升MoveJOffs(place_pos,0,0,50),v80,fine,tool1;!接近放料點(diǎn)上方（基坐標(biāo)系）MoveLplace_pos,v80,fine,tool1;!下降到放料點(diǎn)SetDO1,0;!打開夾爪放置MoveLOffs(place_pos,0,0,50),v80,fine,tool1;!提升