工业机器人焊缝跟踪系统调试技师（高级）考试试卷及答案

工业机器人焊缝跟踪系统调试技师（高级）考试试卷及答案工业机器人焊缝跟踪系统调试技师（高级）考试试卷及答案一、填空题（每题1分，共10分）1.工业机器人焊缝跟踪常用的接触式传感器是______。答案：触觉传感器（探针式传感器）2.激光焊缝跟踪传感器的核心部件是______。答案：激光发射器+CCD相机3.调试前需确认机器人与传感器的______已标定。答案：相对位置（坐标系）4.焊缝跟踪精度主要取决于传感器______和算法精度。答案：分辨率5.常用跟踪算法有最小二乘法和______。答案：卡尔曼滤波算法6.传感器需安装在机器人______（末端/夹具）。答案：末端7.窄间隙焊缝优先用______传感器（接触/激光）。答案：激光8.调试关键参数包括采样频率和______。答案：跟踪速度9.传感器数据需转换为机器人______坐标系。答案：工具10.离线编程需考虑虚拟环境与______的差异。答案：实际焊接环境二、单项选择题（每题2分，共20分）1.高温焊缝跟踪优先选______传感器。A.激光B.触觉C.超声波D.红外答案：B2.传感器与焊缝距离一般控制在______。A.5-10mmB.10-50mmC.50-100mmD.100-200mm答案：B3.焊缝跟踪调试第一步是______。A.参数设置B.传感器标定C.离线编程D.试焊答案：B4.最难跟踪的焊缝是______。A.直线B.角焊C.曲线D.对接焊答案：C5.实时性最好的跟踪算法是______。A.最小二乘法B.卡尔曼滤波C.粒子滤波D.神经网络答案：A6.工具坐标系原点应设在______。A.传感器中心B.焊枪tipC.机器人法兰D.夹具基准答案：B7.激光传感器不采用______扫描方式。A.点扫描B.线扫描C.面扫描D.随机扫描答案：D8.补偿量计算基于______。A.传感器偏差B.机器人速度C.焊接电流D.气体流量答案：A9.无需重新标定传感器的情况是______。A.传感器移位B.夹具更换C.焊枪更换D.参数微调答案：D10.焊缝跟踪精度一般要求______。A.±0.1mmB.±0.5mmC.±1mmD.±2mm答案：B三、多项选择题（每题2分，共20分）1.焊缝跟踪系统组成包括______。A.传感器B.控制器C.机器人D.焊接电源答案：ABCD2.接触式传感器优点有______。A.抗干扰强B.耐高温C.精度高D.成本低答案：ABD3.激光传感器缺点有______。A.易受烟尘干扰B.成本高C.抗高温差D.精度低答案：ABC4.调试前需检查______。A.传感器连线B.机器人零点C.焊接参数D.环境光照答案：ABD5.坐标系转换方法有______。A.四点标定B.六点标定C.九点标定D.随机标定答案：AC6.适用场景包括______。A.汽车焊接B.工程机械C.船舶焊接D.电子焊接答案：ABC7.常见调试问题有______。A.偏差大B.跟踪滞后C.焊缝识别错D.参数不合理答案：ABCD8.影响精度的因素有______。A.传感器分辨率B.机器人重复精度C.环境温度D.气体种类答案：ABC9.算法优化方向有______。A.提高实时性B.抗干扰C.降计算量D.提精度答案：ABCD10.控制方式包括______。A.位置控制B.速度控制C.力控制D.力矩控制答案：AC四、判断题（每题2分，共20分）1.激光传感器可直接检测焊缝熔深。（×）2.接触式传感器跟踪速度比激光快。（×）3.调试前必须完成传感器标定。（√）4.曲线焊缝仅调速度即可跟踪。（×）5.补偿量是固定值无需实时计算。（×）6.高温环境优先用激光传感器。（×）7.采样频率越高精度一定越高。（×）8.离线编程可完全替代实际调试。（×）9.工具坐标系标定影响跟踪精度。（√）10.跟踪系统可自动适应焊缝间隙变化。（√）五、简答题（每题5分，共20分）1.简述焊缝跟踪系统调试步骤。答案：调试分7步：①前期准备：检查传感器连线、机器人零点、环境光照（激光需遮光）；②传感器标定：用四点/九点法确定与工具坐标系的相对位置；③离线仿真：模拟跟踪路径，验证偏差逻辑；④试焊测试：用试板设置初始参数（采样频率、速度），记录偏差；⑤参数优化：调整滤波系数、补偿速度，降低偏差；⑥稳定性验证：连续焊多件，确认无滞后、偏差稳定；⑦最终确认：整理记录，符合工艺要求。2.接触式与激光传感器适用场景差异？答案：接触式适用：①高温、烟尘环境（电弧焊）；②成本敏感、简单焊缝（直线/角焊）；③精度≤±1mm场景。激光适用：①高精度（≤±0.5mm）、复杂焊缝（曲线/窄间隙）；②自动化生产线，需焊缝轮廓数据（间隙/错边）；③小批量多品种但对精度要求高的场景。两者互补，需结合工艺、成本选择。3.传感器偏差如何转换为机器人补偿量？答案：分3步：①采集偏差：激光传感器通过线扫描获轮廓，接触式通过探针位移得X/Y/Z偏差；②坐标转换：用标定的转换矩阵，将传感器坐标偏差转为机器人工具坐标；③计算补偿：根据偏差大小方向，结合机器人速度，实时计算补偿量（如X向0.5mm则末端移动0.5mm）；④反馈控制：将补偿量发控制器，实现跟踪（部分用卡尔曼滤波优化）。4.如何解决“跟踪滞后”问题？答案：原因及解决：①采样频率低：提高至50Hz左右；②机器人响应慢：调整加速度、jerk值；③算法计算大：简化算法（如最小二乘法）或升级控制器；④传感器安装远：靠近焊枪tip（≤50mm）；⑤环境干扰：激光加遮光罩，接触式清洁探针；⑥参数不合理：降低跟踪速度（15-20mm/s），调整滤波系数。六、讨论题（每题5分，共10分）1.如何提高复杂曲线焊缝跟踪精度？答案：需多维度优化：①硬件：选高分辨率（≤0.1mm）线激光传感器，靠近焊枪安装（30-50mm）；②算法：用B样条曲线拟合+卡尔曼滤波，抑制噪声；③标定：九点标定确保坐标转换误差≤0.1mm；④环境：焊接区加遮光帘，减少强光干扰；⑤参数：开发自适应算法，根据曲率调整速度和补偿量；⑥仿真：离线预定义曲线特征，减少实际偏差。综合硬件、算法、工艺，才能满足复杂曲线精度要求。2.焊缝跟踪系统在智能工厂的价值及趋势？答案：价值：①提质量：减少偏差，废品率降30%+；②提效率：减少人工调整，连续生产能力提升；③降成本：减少焊材损耗，降低人工成本；④自动化：与M