2025年机器人焊接控制编程程序员编程能力考核试卷及答案

2025年机器人焊接控制编程程序员编程能力考核试卷及答案一、单项选择题（每题2分，共20分。每题只有一个正确答案，请将正确选项字母填入括号内）1.在机器人焊接控制系统中，决定焊缝成形质量最关键的实时反馈量是（）。A.焊丝伸出长度B.电弧电压瞬时值C.焊接速度D.焊枪姿态角答案：B2.使用FANUCARCMate100iD进行脉冲MAG焊时，若脉冲频率设定为150Hz，则对应基值电流与峰值电流的占空比通常应控制在（）。A.30%B.50%C.70%D.90%答案：C3.在KUKAKR16机器人中，若需通过WorkVisual修改焊接电源特性曲线，应进入的节点路径为（）。A.Controller→Technology→ArcTech→PowerSourceB.Controller→I/O→WeldInterfaceC.Controller→Submit→ArcTechD.Controller→R1→Machine.dat答案：A4.当采用激光视觉传感进行V形坡口跟踪时，若激光条纹在图像坐标系中出现“断裂”，最可能的原因是（）。A.激光器功率过高B.坡口间隙小于0.5mmC.电弧光干扰D.镜头光圈过大答案：C5.在ABBIRC5控制器中，若TriggL指令的TriggDistance参数设为8mm，而当前TCP速度为1.2m/min，则触发提前时间约为（）。A.0.25sB.0.40sC.0.50sD.0.67s答案：B6.对于碳钢薄板（1.5mm）搭接角焊缝，若采用0.8mm焊丝，机器人最佳干伸长应设定为（）。A.8mmB.12mmC.15mmD.20mm答案：B7.在YaskawaDX200中，若示教器显示“WELDERROR702”，其含义为（）。A.焊丝堵丝B.保护气流量不足C.电弧传感器反馈丢失D.焊机通信超时答案：D8.若焊缝要求等级为ISO5817B级，则其允许的最大气孔直径为（）。A.0.3mmB.0.5mmC.1.0mmD.不允许存在答案：B9.在通过Ethernet/IP实现机器人与焊机实时通信时，最小可配置的RPI（PacketInterval）为（）。A.2msB.4msC.8msD.16ms答案：B10.当使用TIG焊进行不锈钢对接时，若背面氩气保护流量过大，最可能导致的缺陷是（）。A.背面咬边B.根部内凹C.背面氧化D.根部焊瘤答案：B二、多项选择题（每题3分，共15分。每题有两个或两个以上正确答案，多选、少选、错选均不得分）11.下列哪些参数属于机器人焊接“电弧跟踪”自适应控制必须实时采集的原始信号（）。A.焊接电流B.电弧电压C.焊枪摆动中心偏移量D.送丝电机电流E.保护气流量答案：A、B、C12.在通过KUKARSI3.1进行外部轴同步时，下列哪些条件必须满足（）。A.外部轴类型为E1E6B.外部轴与机器人基坐标系耦合C.外部轴编码器分辨率≥4096pprD.机器人与外部轴使用同一SPS循环时钟E.外部轴减速比必须整数答案：B、C、D13.关于激光焊缝跟踪的“二次标定”，下列说法正确的是（）。A.需使用标准校准板进行Z向高度标定B.需采集多姿态下的激光条纹图像C.需建立像素坐标到机器人基坐标的转换矩阵D.每次更换保护气喷嘴后必须重新标定E.标定精度与镜头畸变系数无关答案：A、B、C14.在FANUC双机协调焊接系统中，若主机器人执行ArcStart[1]，从机器人要同步启动，则必须满足（）。A.主从机均加载同一DT文件B.主从机使用同一ArcIDC.主从机I/O配置中均启用WeldScheduleLinkD.主从机处于同一运动组E.主从机伺服电源同步开启答案：B、C、E15.下列哪些缺陷可通过高速摄影（10000fps）结合电弧光谱分析进行在线识别（）。A.驼峰焊道B.咬边C.气孔D.未熔合E.根部未焊透答案：A、B、C三、填空题（每空2分，共20分）16.在ABB机器人中，若需通过RAPID自定义函数返回焊缝宽度，函数声明关键字应为________。答案：FUNC17.当采用脉冲MAG焊焊接6mm厚铝板时，若峰值电流为280A，基值电流为60A，占空比70%，则平均电流为________A。答案：0.7280+0.360=21418.在KUKA中，若$VEL_AXIS[3]显示为当前轴3速度，其单位是________。答案：°/s19.若激光视觉传感器安装角度为前倾25°，则图像坐标系下坡口根部点的X轴偏移需乘以________进行三角校正。答案：cos25°≈0.90620.在FANUC中，若使用Karel语言读取系统变量$MOR_GRP[1].$MCH_POS，其数据类型为________。答案：POSITION21.当焊机采用Devicenet通信时，MACID冲突会导致节点状态字显示________。答案：0x0422.若机器人TCP速度为0.9m/min，摆频为2Hz，摆幅为3mm，则单摆周期内前进距离为________mm。答案：0.91000/60/2=7.523.在ISO156141中，角焊缝试件厚度为10mm时，最少需进行________根宏观试样。答案：524.当使用Yaskawa的MotoSim进行离线编程时，若导入CAD模型为JT格式，其最大三角面数限制为________万。答案：5025.若TIG焊直流正接时钨极直径为2.4mm，其最大允许电流为________A。答案：180四、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）26.在机器人焊接中，干伸长增加会导致电弧电压降低。（√）27.ABB的TriggRampAO指令可用于控制焊接电流斜坡上升。（√）28.KUKA的SLIN运动指令默认使用样条插补，速度单位始终为mm/s。（×）29.激光跟踪系统若采用635nm波长，则对铝合金反射率高于钢。（√）30.在FANUC中，ArcEnd[1]指令会强制关闭保护气。（×）31.脉冲MAG焊的“一脉一滴”模式要求脉冲能量刚好使熔滴脱落。（√）32.当使用Devicenet时，若终端电阻未接，节点仍可正常通信但误码率升高。（×）33.机器人焊接工作站的安全围栏高度不得低于1.8m。（√）34.在ISO6947中，PA位置表示平角焊。（×）35.若机器人基坐标系与大地坐标系夹角为180°，则TCP路径会镜像。（√）五、简答题（共25分）36.（封闭型，5分）列举FANUC机器人中ArcTool软件包提供的三种专用焊接指令，并说明其功能。答案：1.ArcStart[n]：启动第n号焊接条件，同时打开保护气并送丝；2.ArcEnd[n]：结束焊接，按设定回烧时间停止送丝并延时关气；3.WeaveSchedule[n]：调用第n号摆动参数，包括摆幅、频率、停留时间。37.（开放型，10分）某生产线需将KUKAKR22R1610与FroniusTPS500i通过Ethernet/IP实时交换电流、电压、送丝速度，要求周期≤8ms。请给出硬件连接、网络配置及RAPID伪代码框架。答案：硬件：机器人CP1616板→交换机→焊机Ethernet/IP模块；网络：RPI=4ms，输入装配实例100，输出150；KUKA：在WorkVisual导入EDS，映射Input16字节（电流4、电压4、送丝4、状态4），Output12字节（电流设定4、电压设定4、控制字4）；伪代码：DECLREALcur_real,vol_realSIGNALcur_in$IN[1]TO$IN[32]SIGNALvol_out$OUT[1]TO$OUT[32]cur_real=(REAL)cur_in0.1vol_out=(DWORD)(vol_real10)循环8ms中断刷新。38.（封闭型，5分）说明激光视觉跟踪系统“中心线提取”算法的三步流程。答案：1.图像预处理：高斯滤波去噪，阈值分割提取激光条纹；2.条纹细化：采用八邻域骨架提取，获得单像素宽中心线；3.亚像素拟合：基于Hessian矩阵求法线方向，灰度重心法计算亚像素级中心坐标。39.（开放型，5分）某汽车底板焊缝长1.8m，要求焊脚6mm，焊接速度0.8m/min，熔敷效率95%，焊丝直径1.2mm，材料密度7.85g/cm³。估算所需焊丝长度及焊接时间。答案：焊缝截面积≈0.566=18mm²；体积=181800=32400mm³=32.4cm³；质量=32.47.85=254.3g；焊丝截面积=π0.6²=1.13mm²；理论长度=254.3/7.85/1.13≈2870cm=28.7m；考虑95%效率，实际长度=28.7/0.95≈30.2m；时间=1.8/0.8=2.25min=135s。六、应用题（共50分）40.（计算类，15分）某KUKAKR30机器人执行立角焊（PF位置），焊缝长400mm，板厚8mm，要求焊脚7mm，采用1.2mm实心焊丝，脉冲MAG，已知熔敷速度为1.8kg/h·100A，平均电流220A，焊接速度0.45m/min。求：(1)所需焊接时间；(2)熔敷金属质量；(3)若送丝速度需匹配，求送丝速度（m/min）。答案：(1)t=0.4/0.45=0.889min≈53.3s；(2)熔敷速度=1.82.2=3.96kg/h=0.066kg/min；质量=0.0660.889=0.0587kg=58.7g；(3)焊丝截面积=1.13mm²；体积=58.7/7.85=7.48cm³=7480mm³；长度=7480/1.13≈6620mm=6.62m；送丝速度=6.62/0.889≈7.45m/min。41.（分析类，15分）某生产线出现周期性咬边，间隔约150mm。现场观测：机器人摆频2Hz，摆幅3mm，焊接速度0.9m/min，干伸长15mm，电流260A，电压28V。分析可能原因并给出三步排查方案。答案：原因：摆动停留时间不足，两侧熔池未充分填充；排查：1.示教器记录摆动波形，检查左右停留是否各≥0.15s；2.高速摄影观察熔池尾部凝固线，确认咬边与摆动相位关系；3.将摆频降至1.5Hz，摆幅增至4mm，重焊试板，用宏观切片验证。42.（综合类，20分）某企业需对现有FANUCM20iA工作站升级，实现双机协调+激光跟踪+质量在线预测。给出：(1)硬件拓扑图（文字描述）；(2)软件模块划分及数据流；(3)关键RAPID代码片段（≤30行）实现主从机同步起弧；(4)预测模型输入特征列表（≥8项）。答案：(1)拓扑：两台M20iA通过Ethernet/IP连接主从交换机；激光传感器通过千兆网接入主控PLC；焊机Devicenet→主机器人；高速相机USB3.0→工控机；工控机通过PCInterface与机器人TCP/IP通信。(2)模块：a.传感采集：激光条纹图像、电流、电压、声发射；b.特征提取：熔宽、余高、咬边深度、气孔率；c.预测：XGBoost回归输出缺陷概率；d.控制：主从同步、在线速度修正。数据流：传感→特征→预测→PLC→机器人速度Override。(3)代码：MODULESyncWeldPERSrobtargetpStart_master,pStart_slave;VARboolbSyncOK{2};PROCMain()