工業(yè)機(jī)器人操作與運(yùn)維職業(yè)技能等級(jí)證書(shū)理論試題理論試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（共20題，每題2分，共40分）1.工業(yè)機(jī)器人的“自由度”指的是（）。A.機(jī)器人末端執(zhí)行器可到達(dá)的空間范圍B.機(jī)器人各關(guān)節(jié)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的數(shù)目C.機(jī)器人重復(fù)定位精度的等級(jí)D.機(jī)器人最大負(fù)載能力的參數(shù)2.以下哪種坐標(biāo)系以機(jī)器人底座安裝面為基準(zhǔn)，固定不變？（）A.工具坐標(biāo)系（ToolFrame）B.工件坐標(biāo)系（WorkObjectFrame）C.基坐標(biāo)系（BaseFrame）D.世界坐標(biāo)系（WorldFrame）3.工業(yè)機(jī)器人常用的減速器中，適用于多關(guān)節(jié)機(jī)器人關(guān)節(jié)傳動(dòng)的是（）。A.行星減速器B.諧波減速器C.蝸輪蝸桿減速器D.擺線針輪減速器4.機(jī)器人示教編程時(shí)，“重定位運(yùn)動(dòng)”（RELOC）的特點(diǎn)是（）。A.末端執(zhí)行器沿直線移動(dòng)，姿態(tài)不變B.末端執(zhí)行器姿態(tài)改變，位置不變C.末端執(zhí)行器沿圓弧路徑移動(dòng)D.各關(guān)節(jié)同步運(yùn)動(dòng)，路徑不確定5.工業(yè)機(jī)器人安全等級(jí)中，“SIL3”對(duì)應(yīng)的安全完整性等級(jí)是（）。A.低風(fēng)險(xiǎn)B.中等風(fēng)險(xiǎn)C.高風(fēng)險(xiǎn)D.極高風(fēng)險(xiǎn)6.以下傳感器中，用于檢測(cè)機(jī)器人與障礙物距離的是（）。A.編碼器B.力傳感器C.激光測(cè)距儀D.溫度傳感器7.工業(yè)機(jī)器人伺服電機(jī)的“過(guò)載能力”通常指（）。A.電機(jī)連續(xù)運(yùn)行的最大電流B.電機(jī)短時(shí)間內(nèi)可承受的最大負(fù)載倍數(shù)C.電機(jī)允許的最高溫度D.電機(jī)的額定輸出功率8.機(jī)器人零點(diǎn)校準(zhǔn)的目的是（）。A.提高重復(fù)定位精度B.確保各關(guān)節(jié)初始位置與控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)一致C.延長(zhǎng)減速器壽命D.優(yōu)化軌跡規(guī)劃算法9.以下哪種編程語(yǔ)言是工業(yè)機(jī)器人離線編程常用的？（）A.RAPID（ABB）B.KRL（KUKA）C.PythonD.RobotStudio（軟件）10.工業(yè)機(jī)器人TCP（工具中心點(diǎn)）校準(zhǔn)的常用方法是（）。A.四點(diǎn)法B.兩點(diǎn)法C.單點(diǎn)法D.六點(diǎn)法11.機(jī)器人控制柜內(nèi)“急停回路”的作用是（）。A.切斷所有電源B.快速停止機(jī)器人運(yùn)動(dòng)，保留控制電源C.重啟控制系統(tǒng)D.觸發(fā)安全門(mén)聯(lián)鎖12.以下不屬于工業(yè)機(jī)器人典型應(yīng)用場(chǎng)景的是（）。A.汽車焊接B.電子元件裝配C.農(nóng)業(yè)播種D.食品分揀13.機(jī)器人軌跡規(guī)劃中，“關(guān)節(jié)空間規(guī)劃”與“笛卡爾空間規(guī)劃”的主要區(qū)別是（）。A.前者規(guī)劃各關(guān)節(jié)角度，后者規(guī)劃末端位置姿態(tài)B.前者精度更高，后者速度更快C.前者用于點(diǎn)動(dòng)，后者用于連續(xù)運(yùn)動(dòng)D.前者需避障，后者無(wú)需避障14.工業(yè)機(jī)器人“重復(fù)定位精度”的單位通常是（）。A.mmB.°C.kgD.m/s15.以下哪種故障現(xiàn)象可能由伺服驅(qū)動(dòng)器故障引起？（）A.機(jī)器人啟動(dòng)后無(wú)報(bào)警但無(wú)法移動(dòng)B.示教器屏幕顯示“編碼器錯(cuò)誤”C.關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)時(shí)有異響D.控制柜散熱風(fēng)扇不轉(zhuǎn)16.機(jī)器人“工作空間”的形狀主要由（）決定。A.負(fù)載能力B.自由度配置（如SCARA、六軸）C.驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率D.控制系統(tǒng)算法17.工業(yè)機(jī)器人“安全防護(hù)等級(jí)IP65”中，“6”表示（）。A.防塵等級(jí)（完全防止粉塵進(jìn)入）B.防水等級(jí)（防噴水）C.防爆等級(jí)D.抗震等級(jí)18.以下關(guān)于機(jī)器人編程模式的描述，錯(cuò)誤的是（）。A.在線編程需直接操作機(jī)器人B.離線編程可在虛擬環(huán)境中模擬C.示教編程適用于復(fù)雜軌跡D.離線編程可減少停機(jī)時(shí)間19.機(jī)器人“碰撞檢測(cè)”功能的實(shí)現(xiàn)原理是（）。A.通過(guò)力傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)負(fù)載B.通過(guò)編碼器數(shù)據(jù)計(jì)算關(guān)節(jié)扭矩C.通過(guò)視覺(jué)系統(tǒng)識(shí)別障礙物D.通過(guò)溫度傳感器監(jiān)測(cè)電機(jī)發(fā)熱20.工業(yè)機(jī)器人“平均無(wú)故障時(shí)間（MTBF）”的單位是（）。A.小時(shí)B.次C.年D.周期二、多項(xiàng)選擇題（共10題，每題3分，共30分。每題至少有2個(gè)正確選項(xiàng)，錯(cuò)選、漏選均不得分）1.工業(yè)機(jī)器人的基本組成包括（）。A.機(jī)械本體B.控制系統(tǒng)C.驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)D.末端執(zhí)行器2.諧波減速器的特點(diǎn)有（）。A.傳動(dòng)比大B.體積小、重量輕C.精度高D.適用于大負(fù)載場(chǎng)景3.以下屬于工業(yè)機(jī)器人安全規(guī)范的有（）。A.ISO102181:2011（機(jī)器人安全要求）B.GB11291.12011（工業(yè)環(huán)境用機(jī)器人安全要求）C.IEC61508（功能安全標(biāo)準(zhǔn)）D.GB/T126432013（機(jī)器人術(shù)語(yǔ)）4.機(jī)器人示教編程的步驟通常包括（）。A.定義工具坐標(biāo)系（TCP）B.選擇運(yùn)行模式（手動(dòng)/自動(dòng)）C.記錄目標(biāo)點(diǎn)位置D.設(shè)置運(yùn)動(dòng)參數(shù)（速度、加速度）5.導(dǎo)致機(jī)器人絕對(duì)定位精度誤差的原因可能有（）。A.機(jī)械部件磨損B.溫度變化引起的熱變形C.控制系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤D.重復(fù)定位精度低6.工業(yè)機(jī)器人伺服電機(jī)的常見(jiàn)類型有（）。A.直流伺服電機(jī)B.交流永磁同步伺服電機(jī)C.步進(jìn)電機(jī)D.直線電機(jī)7.以下屬于機(jī)器人維護(hù)項(xiàng)目的是（）。A.檢查減速器潤(rùn)滑油量B.清潔示教器觸摸屏C.測(cè)試急停按鈕功能D.校準(zhǔn)編碼器零點(diǎn)8.機(jī)器人軌跡規(guī)劃需考慮的約束條件包括（）。A.關(guān)節(jié)速度限制B.末端執(zhí)行器負(fù)載限制C.障礙物避障D.電池電量9.以下故障現(xiàn)象與可能原因匹配正確的是（）。A.機(jī)器人啟動(dòng)時(shí)報(bào)“伺服未就緒”——伺服驅(qū)動(dòng)器電源故障B.關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)時(shí)抖動(dòng)——編碼器信號(hào)干擾C.末端執(zhí)行器偏移——TCP未校準(zhǔn)D.控制柜過(guò)熱——散熱風(fēng)扇故障10.工業(yè)機(jī)器人離線編程軟件的功能包括（）。A.虛擬環(huán)境建模B.軌跡規(guī)劃與仿真C.程序生成與下載D.實(shí)時(shí)控制機(jī)器人運(yùn)動(dòng)三、填空題（共10題，每題2分，共20分）1.工業(yè)機(jī)器人按結(jié)構(gòu)形式分類，常見(jiàn)的有六軸關(guān)節(jié)型、SCARA型、______型和并聯(lián)型。2.機(jī)器人控制系統(tǒng)的核心部件是______，負(fù)責(zé)接收指令并計(jì)算各關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)參數(shù)。3.編碼器是機(jī)器人的關(guān)鍵傳感器，用于測(cè)量______的位置和速度。4.工業(yè)機(jī)器人“最大負(fù)載”指在______（填“特定姿態(tài)”或“任意姿態(tài)”）下可承受的最大質(zhì)量。5.安全光柵屬于______（填“接觸式”或“非接觸式”）安全防護(hù)裝置。6.機(jī)器人“手爪”作為末端執(zhí)行器，常見(jiàn)類型有氣動(dòng)夾爪、電動(dòng)夾爪和______夾爪。7.諧波減速器由剛輪、柔輪和______三個(gè)基本部件組成。8.工業(yè)機(jī)器人“循環(huán)時(shí)間”指完成______（填“單步動(dòng)作”或“一個(gè)完整工作周期”）所需的時(shí)間。9.機(jī)器人“碰撞檢測(cè)閾值”設(shè)置過(guò)低可能導(dǎo)致______（填“誤停機(jī)”或“無(wú)法檢測(cè)碰撞”）。10.離線編程時(shí)，需導(dǎo)入機(jī)器人______（填“模型”或“編號(hào)”）以保證仿真與實(shí)際一致。四、簡(jiǎn)答題（共5題，每題6分，共30分）1.簡(jiǎn)述工業(yè)機(jī)器人“工具坐標(biāo)系（TCP）”的定義及校準(zhǔn)意義。2.列舉工業(yè)機(jī)器人日常維護(hù)的5項(xiàng)關(guān)鍵內(nèi)容。3.說(shuō)明“示教編程”與“離線編程”的優(yōu)缺點(diǎn)及適用場(chǎng)景。4.分析機(jī)器人關(guān)節(jié)“爬行”（運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn)）的可能原因及排查方法。5.解釋工業(yè)機(jī)器人“安全等級(jí)PLd”（性能等級(jí)d）的含義及對(duì)應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)降低要求。五、應(yīng)用題（共3題，第1題8分，第2題10分，第3題12分，共30分）1.某六軸工業(yè)機(jī)器人在搬運(yùn)作業(yè)中出現(xiàn)“末端執(zhí)行器定位偏差超差”故障，結(jié)合實(shí)際運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)，列出至少5項(xiàng)可能原因及對(duì)應(yīng)的排查步驟。2.已知某機(jī)器人需沿直線從點(diǎn)A（X=100mm,Y=200mm,Z=300mm）移動(dòng)到點(diǎn)B（X=400mm,Y=200mm,Z=300mm），設(shè)定速度為200mm/s，加速度為500mm/s2。假設(shè)啟動(dòng)和停止階段為勻加速/勻減速運(yùn)動(dòng)（梯形速度曲線），計(jì)算：（1）直線移動(dòng)的總位移；（2）加速階段時(shí)間、勻速階段時(shí)間及總運(yùn)動(dòng)時(shí)間（忽略方向切換時(shí)間）。3.某汽車焊接生產(chǎn)線使用ABBIRB1200機(jī)器人，近期出現(xiàn)“焊接軌跡偏移”現(xiàn)象，經(jīng)檢查示教點(diǎn)坐標(biāo)未修改，且TCP校準(zhǔn)正常。結(jié)合機(jī)器人系統(tǒng)構(gòu)成，分析可能的故障環(huán)節(jié)，并設(shè)計(jì)排查流程（要求包含至少4個(gè)排查步驟）。參考答案一、單項(xiàng)選擇題1.B2.C3.B4.B5.C6.C7.B8.B9.C10.A11.B12.C13.A14.A15.B16.B17.A18.C19.B20.A二、多項(xiàng)選擇題1.ABCD2.ABC3.ABC4.ABCD5.ABC6.AB7.ABCD8.ABC9.ABCD10.ABC三、填空題1.直角坐標(biāo)（或圓柱坐標(biāo)）2.控制器（或CPU模塊）3.關(guān)節(jié)（或電機(jī)軸）4.特定姿態(tài)5.非接觸式6.液壓7.波發(fā)生器8.一個(gè)完整工作周期9.誤停機(jī)10.模型四、簡(jiǎn)答題1.定義：工具坐標(biāo)系（TCP）是相對(duì)于機(jī)器人法蘭盤(pán)的坐標(biāo)系，原點(diǎn)為末端執(zhí)行器的實(shí)際作用點(diǎn)（如焊槍尖端、夾爪中心），用于描述工具在空間中的位置和姿態(tài)。校準(zhǔn)意義：確保控制系統(tǒng)中工具的理論位置與實(shí)際位置一致，避免因工具安裝偏差導(dǎo)致的軌跡誤差，提高作業(yè)精度（如焊接、裝配）。2.日常維護(hù)關(guān)鍵內(nèi)容：①檢查各關(guān)節(jié)減速器潤(rùn)滑油量及泄漏情況；②清潔機(jī)器人本體及控制柜散熱濾網(wǎng)，防止灰塵堆積；③測(cè)試急停按鈕、安全門(mén)聯(lián)鎖等安全裝置功能是否正常；④檢查電纜（動(dòng)力線、信號(hào)線）是否有磨損或接口松動(dòng)；⑤記錄機(jī)器人運(yùn)行參數(shù)（如電流、溫度），分析是否存在異常。3.示教編程：優(yōu)點(diǎn)：操作直觀，無(wú)需復(fù)雜軟件；適用于簡(jiǎn)單軌跡或小批量生產(chǎn)。缺點(diǎn)：需停機(jī)示教，效率低；復(fù)雜軌跡示教耗時(shí)且精度易受人為因素影響。適用場(chǎng)景：小批量、多品種柔性生產(chǎn)或現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。離線編程：優(yōu)點(diǎn)：可在虛擬環(huán)境中規(guī)劃，不占用生產(chǎn)時(shí)間；支持復(fù)雜軌跡精確規(guī)劃。缺點(diǎn)：需建立準(zhǔn)確的虛擬模型（機(jī)器人、工件、環(huán)境）；對(duì)編程人員技術(shù)要求高。適用場(chǎng)景：大批量標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)、復(fù)雜軌跡（如曲面焊接）或需提前驗(yàn)證的場(chǎng)景。4.可能原因：①伺服電機(jī)編碼器信號(hào)干擾（如電纜屏蔽不良）；②減速器潤(rùn)滑不足或磨損導(dǎo)致傳動(dòng)卡滯；③伺服驅(qū)動(dòng)器參數(shù)設(shè)置不當(dāng)（如增益過(guò)低）；④機(jī)械部件（如導(dǎo)軌、軸承）松動(dòng)或間隙過(guò)大。排查方法：①用示波器檢測(cè)編碼器信號(hào)是否穩(wěn)定，檢查電纜屏蔽層；②觀察減速器溫度及異響，檢查油位或更換潤(rùn)滑油；③調(diào)整伺服驅(qū)動(dòng)器增益參數(shù)，測(cè)試運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性；④手動(dòng)盤(pán)車檢查關(guān)節(jié)靈活性，緊固松動(dòng)部件。5.PLd（性能等級(jí)d）：表示安全功能在故障時(shí)能將風(fēng)險(xiǎn)降低到可接受水平的能力等級(jí)，屬于較高安全等級(jí)（PLa<b<c<d）。風(fēng)險(xiǎn)降低要求：需滿足失效概率≤1×10??~1×10??perhour（每小時(shí)），系統(tǒng)需具備冗余設(shè)計(jì)（如雙通道控制）、自診斷功能（如定期測(cè)試安全回路），并通過(guò)第三方認(rèn)證（如TüV）。五、應(yīng)用題1.可能原因及排查步驟：①TCP校準(zhǔn)錯(cuò)誤：重新用四點(diǎn)法校準(zhǔn)TCP，驗(yàn)證工具中心點(diǎn)位置；②工件坐標(biāo)系偏移：檢查工件安裝是否松動(dòng)，重新校準(zhǔn)工件坐標(biāo)系；③機(jī)械部件磨損：手動(dòng)盤(pán)車檢查關(guān)節(jié)間隙，測(cè)量各軸重復(fù)定位精度；④伺服電機(jī)或驅(qū)動(dòng)器故障：用示教器查看各軸電流值，對(duì)比正常狀態(tài)；⑤控制系統(tǒng)參數(shù)丟失：檢查控制器備份參數(shù)，恢復(fù)出廠設(shè)置后重新配置。2.計(jì)算過(guò)程：（1）總位移：ΔX=400100=300mm，Y、Z不變，總位移S=300mm；（2）梯形速度曲線中，加速階段末速度v=200mm/s，加速度a=500mm/s2，加速時(shí)間t?=v/a=200/500=0.4s；加速階段位移s?=?×a×t?2=?×500×0.42=40mm；減速階段與加速階段對(duì)稱，位移s?=s?=40mm，減速時(shí)間t?=t?=0.4s；勻速階段位移s?=Ss?s?=3004040=220mm；勻速時(shí)間t?=s?/v=220/200=1.1s；總運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=t?+t?+t?=0.4+1.1+0.4=1.9s。3.可能故障環(huán)節(jié)及排查流程：可能環(huán)節(jié)：①機(jī)器人本體機(jī)械誤差（如關(guān)節(jié)間隙增大）；②控制柜內(nèi)