2025年工業(yè)機器人技術(shù)應(yīng)用賽項操作考核測試題及答案一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.工業(yè)機器人重復(fù)定位精度是指（）。A.機器人末端執(zhí)行器多次到達同一目標點的位置一致性B.機器人末端執(zhí)行器從起點到終點的絕對位置誤差C.機器人各關(guān)節(jié)軸的角度控制精度D.機器人負載能力的穩(wěn)定性2.六軸工業(yè)機器人的“第六軸”通常指（）。A.腕部旋轉(zhuǎn)軸（R軸）B.小臂俯仰軸（B軸）C.大臂旋轉(zhuǎn)軸（S軸）D.基軸旋轉(zhuǎn)軸（L軸）3.以下哪種驅(qū)動方式是工業(yè)機器人關(guān)節(jié)的主流選擇？（）A.液壓驅(qū)動B.氣壓驅(qū)動C.伺服電機驅(qū)動D.步進電機驅(qū)動4.工業(yè)機器人工具坐標系（ToolFrame）的原點通常定義在（）。A.機器人法蘭盤中心B.末端執(zhí)行器的工作端點（如焊槍尖端、吸盤中心）C.機器人基坐標系原點D.用戶自定義的任意位置5.當工業(yè)機器人示教器顯示“伺服報警：過載”時，最可能的原因是（）。A.機器人運行速度過高B.關(guān)節(jié)減速器潤滑不足C.末端負載超過額定值D.示教器與控制器通訊中斷6.以下哪種編程方式屬于離線編程？（）A.通過示教器手動移動機器人記錄路徑B.在計算機上利用仿真軟件生成軌跡并下載至機器人C.通過操作面板輸入關(guān)節(jié)角度數(shù)值D.利用按鍵控制機器人單軸運動7.工業(yè)機器人常用的RV減速器主要應(yīng)用于（）。A.輕負載、高速度的腕部關(guān)節(jié)B.重負載、低速度的腰部和大臂關(guān)節(jié)C.所有關(guān)節(jié)的通用減速D.僅用于小臂關(guān)節(jié)8.安全光柵在工業(yè)機器人工作站中的主要作用是（）。A.檢測機器人位置B.防止人員誤入危險區(qū)域時機器人緊急停止C.測量工件尺寸D.控制機器人運行速度9.工業(yè)機器人系統(tǒng)中，I/O模塊的“DO”指（）。A.數(shù)字輸入B.模擬輸入C.數(shù)字輸出D.模擬輸出10.以下哪種情況會導致機器人絕對位置丟失？（）A.機器人斷電時間超過24小時B.機器人控制器電池電量耗盡C.示教器屏幕損壞D.末端執(zhí)行器松動二、多項選擇題（每題3分，共15分。錯選、漏選均不得分）1.工業(yè)機器人的安全保護措施包括（）。A.急停按鈕B.安全柵欄與聯(lián)鎖開關(guān)C.碰撞檢測功能D.示教器操作權(quán)限分級2.諧波減速器的特點包括（）。A.傳動比大（通常50300）B.體積小、重量輕C.適用于重負載關(guān)節(jié)D.傳動精度高（背隙?。?.工業(yè)機器人編程中，常用的運動指令類型有（）。A.關(guān)節(jié)運動（MoveJ）B.直線運動（MoveL）C.圓弧運動（MoveC）D.螺旋運動（MoveS）4.工業(yè)機器人系統(tǒng)集成時，需要考慮的外部設(shè)備包括（）。A.傳送帶B.視覺檢測系統(tǒng)C.氣動夾具D.倉儲料倉5.導致機器人軌跡偏差的可能原因有（）。A.工具坐標系標定錯誤B.工件坐標系未正確設(shè)置C.減速器背隙過大D.機器人負載小于額定值三、填空題（每空2分，共20分）1.工業(yè)機器人的“自由度”是指其能夠獨立運動的______數(shù)量，六軸機器人通常具有______個自由度。2.工業(yè)機器人的重復(fù)定位精度一般用______（單位）表示，典型值為±0.02mm~±0.1mm。3.示教編程時，“手動引導”模式通過______傳感器實現(xiàn)對機器人的直接拖動示教。4.安全回路的核心是確保任何______（如急停觸發(fā)、安全門打開）時，機器人動力電源被切斷。5.工業(yè)機器人常用的通信協(xié)議包括______（用于與PLC通信）和______（用于與視覺系統(tǒng)通信）。6.機器人負載能力不僅與______有關(guān)，還與______（如高速運動時負載需降低）相關(guān)。四、簡答題（每題8分，共32分）1.簡述工業(yè)機器人示教編程與離線編程的區(qū)別及各自適用場景。2.分析諧波減速器與RV減速器在工業(yè)機器人中的應(yīng)用差異。3.說明工業(yè)機器人工作站中“用戶坐標系”的定義方法及作用。4.列舉至少5項工業(yè)機器人日常維護的關(guān)鍵內(nèi)容。五、應(yīng)用題（共33分）（一）編程題（12分）任務(wù)：使用某品牌六軸機器人（支持MoveJ、MoveL、SetDO、WaitDI指令），編寫一個從料倉取料（位置A）并放置到傳送帶（位置B）的搬運程序。要求：初始位置為安全點（P0）；取料時需下壓5mm（位置A1為A點正上方100mm，A2為A點正上方5mm，A3為A點）；放料時需上抬5mm（位置B1為B點正上方5mm，B2為B點正上方100mm）；取料前檢測料倉物料到位信號（DI1=1），放料后觸發(fā)傳送帶啟動信號（DO1=1，保持2秒后關(guān)閉）。（二）故障診斷題（11分）現(xiàn)象：機器人運行到某軌跡點時突然停止，示教器顯示“伺服報警：關(guān)節(jié)3過流”。請分析可能的故障原因及排查步驟。（三）系統(tǒng)集成題（10分）設(shè)計一個包含六軸機器人、視覺檢測系統(tǒng)、氣動夾具的工件分揀工作站。要求：畫出工作站布局示意圖（文字描述即可）；說明機器人與視覺系統(tǒng)、氣動夾具的通信方式及信號交互邏輯。答案及解析一、單項選擇題1.A（重復(fù)定位精度強調(diào)多次到達同一位置的一致性，絕對定位精度是單次位置與目標的誤差）2.A（六軸機器人軸命名通常為S（基軸）、L（大臂）、U（小臂）、R（腕部旋轉(zhuǎn)）、B（腕部俯仰）、T（腕部擺動））3.C（伺服電機因高精度、高響應(yīng)性成為主流，液壓/氣壓用于特殊場景，步進電機精度較低）4.B（工具坐標系原點需定義在末端執(zhí)行器的實際工作點，以便準確控制其位置）5.C（過載報警最常見原因為負載超過額定值，速度過高可能觸發(fā)超速報警）6.B（離線編程通過仿真軟件生成軌跡，無需占用機器人本體）7.B（RV減速器承載能力強，用于腰部、大臂等重負載關(guān)節(jié)；諧波減速器用于腕部等輕負載高精度關(guān)節(jié)）8.B（安全光柵通過光束遮擋觸發(fā)機器人急停，防止人員進入危險區(qū)）9.C（DO：DigitalOutput，數(shù)字輸出；DI：DigitalInput）10.B（機器人絕對位置由編碼器電池維持，電池耗盡會導致位置數(shù)據(jù)丟失，需重新標定）二、多項選擇題1.ABCD（工業(yè)機器人安全措施包括硬件（急停、柵欄）、軟件（碰撞檢測）、管理（權(quán)限分級））2.ABD（諧波減速器體積小、傳動比大、精度高，但負載能力低于RV減速器）3.ABC（工業(yè)機器人常用運動指令為關(guān)節(jié)運動（MoveJ）、直線運動（MoveL）、圓弧運動（MoveC））4.ABCD（系統(tǒng)集成需考慮機器人與外圍設(shè)備（傳送帶、視覺、夾具、料倉）的協(xié)同）5.ABC（軌跡偏差可能由坐標系標定錯誤、機械間隙（如減速器背隙）、負載變化等引起，負載小于額定值一般不導致偏差）三、填空題1.獨立運動軸；62.毫米（mm）3.力矩（或力覺）4.安全觸發(fā)條件5.Profibus/Profinet；Ethernet/IP（或TCP/IP）6.額定負載；運動速度四、簡答題1.區(qū)別與場景：示教編程：通過示教器手動移動機器人記錄軌跡，操作簡單但效率低，適用于小批量、軌跡復(fù)雜（如曲面焊接）的場景。離線編程：在計算機上利用CAD模型生成軌跡，不占用機器人本體，效率高但需準確模型，適用于大批量生產(chǎn)或機器人無法停機的場景。2.應(yīng)用差異：諧波減速器：由柔輪、剛輪、波發(fā)生器組成，傳動比大（50300）、精度高（背隙<1弧分），但負載能力較低（通常≤50kg），多用于腕部、小臂等輕負載高精度關(guān)節(jié)。RV減速器：由行星齒輪和擺線針輪組成，結(jié)構(gòu)緊湊、負載能力強（可承受數(shù)噸負載），耐沖擊，多用于腰部、大臂等重負載關(guān)節(jié)。3.用戶坐標系定義與作用：定義方法：通過示教三個不共線的點（如工件上表面的角點），或使用“三點法”（原點+X軸+XY平面）標定。作用：將機器人運動基準從基坐標系轉(zhuǎn)換為工件實際位置，簡化編程（無需因工件位置變化重新示教所有點）。4.日常維護內(nèi)容：檢查減速器潤滑油位（每500小時）；清潔伺服電機散熱孔（每周）；測試急停按鈕及安全光柵功能（每日）；校準工具坐標系（每更換末端執(zhí)行器后）；檢查電纜及接頭是否松動（每月）；備份機器人程序（每周）。五、應(yīng)用題（一）編程題（參考程序）```plaintextP0:安全點（關(guān)節(jié)坐標）A1:料倉正上方100mm（工具坐標系Z+100mm）A2:料倉正上方5mm（Z+5mm）A3:料倉取料點（Z=0）B1:傳送帶正上方5mm（Z+5mm）B2:傳送帶正上方100mm（Z+100mm）程序步驟：1.MoveJP0,v500,fine//初始到安全點2.WaitDIDI1,1//等待物料到位信號3.MoveJA1,v300,fine//快速移動到料倉上方100mm4.MoveLA2,v100,fine//低速下降到上方5mm5.MoveLA3,v50,fine//緩慢下壓取料（觸發(fā)夾具閉合，假設(shè)夾具由DO2控制）6.SetDODO2,1//夾緊物料7.MoveLA2,v100,fine//上抬5mm8.MoveJB1,v300,fine//移動到傳送帶上方5mm9.MoveLB2,v50,fine//下降到放料點10.SetDODO2,0//松開夾具11.MoveLB1,v100,fine//上抬5mm12.SetDODO1,1//觸發(fā)傳送帶啟動13.WaitTime2//保持2秒14.SetDODO1,0//關(guān)閉傳送帶信號15.MoveJP0,v500,fine//返回安全點```（二）故障診斷題可能原因：關(guān)節(jié)3減速器損壞（如齒輪磨損、軸承卡滯）；伺服電機電源線短路或接觸不良；伺服驅(qū)動器故障（如IGBT模塊損壞）；關(guān)節(jié)3負載過大（如末端夾具過重或軌跡規(guī)劃不合理導致瞬時負載超限）；編碼器信號異常（如線路干擾導致反饋錯誤）。排查步驟：1.手動單軸移動關(guān)節(jié)3，觀察是否卡頓或異響（判斷機械部分）；2.檢查關(guān)節(jié)3伺服電機電流（通過示教器監(jiān)控實時電流值），確認是否超過額定值；3.用萬用表檢測電機三相繞組電阻及絕緣性（正常應(yīng)為幾歐姆，絕緣≥100MΩ）；4.交換關(guān)節(jié)3與其他正常關(guān)節(jié)的伺服驅(qū)動器（如將關(guān)節(jié)3驅(qū)動器與關(guān)節(jié)2驅(qū)動器互換），若故障轉(zhuǎn)移至關(guān)節(jié)2，說明原驅(qū)動器損壞；5.檢查編碼器電纜是否松動或受電磁干擾（可更換屏蔽電纜測試）。（三）系統(tǒng)集成題布局描述：機器人放置于工作站中心，基臺高度800mm；視覺相機通過支架安裝在機器人右側(cè)，鏡頭垂直向下，覆蓋物料傳送帶（傳送帶位于機器人前方1.5m，寬度400mm）；氣動夾具安裝于機器人法蘭盤，夾爪開口方向與傳送帶運動方向一致；合格料倉位于機器人左側(cè)1m，不合格料倉位于右側(cè)1m，高度與傳送帶平齊。通信與信號交互：機器人與視覺系統(tǒng)：通過Ethernet/IP協(xié)議通信，機器人發(fā)送“觸發(fā)采集”信號（DO3=1），視覺系統(tǒng)返回物料坐標及合格狀態(tài)（通過TCP報文傳輸X/Y坐標、角度、OK/NG標志）；