2025年江苏南京工业机器人系统操作员实操试题及答案

2025年江苏南京工业机器人系统操作员实操试题及答案1.单选题（每题1分，共20分）1.1在KUKAKRC4控制柜中，若X11接口的急停通道1被断开，系统报错的代码是A.2612B.2660C.2690D.2611答案：B1.2使用ABBIRC5Compact时，若示教器显示“20201:Motortemperaturehigh”，首先应检查A.伺服驱动器风扇B.编码器电池C.安全板继电器D.示教器触摸屏答案：A1.3某六轴机器人末端法兰坐标系下，Z轴正方向指向A.机器人基座B.第五轴轴线C.第六轴轴线D.工具TCP方向答案：C1.4在FANUCLRMate200iD中，恢复出厂参数需同时按住A.PREV+NEXTB.F1+F5C.MENUS+SELECTD.RESET+START答案：B1.5当使用EtherCAT总线时，分布时钟同步误差超过多少微秒会导致位置环抖动A.1B.5C.10D.50答案：C1.6若YaskawaDX200的CN303插头松脱，最可能出现的报警是A.4107B.4320C.4407D.4560答案：B1.7在KawasakiRS20N中，切换工具坐标系指令为A.TLSETB.TLOADC.TSELECTD.TCALIB答案：C1.8使用SiemensS71500与机器人Profinet通信，I/O映射地址起始字节必须为A.偶地址B.奇地址C.256的倍数D.任意地址答案：A1.9若机器人TCP标定误差要求≤0.2mm，采用4点法时，第四点与前3点构成的最小立体角应大于A.15°B.30°C.45°D.60°答案：B1.10在StaubliCS9中，若安全门信号被强制短接，系统将进入A.自动模式B.手动高速C.安全停止0D.安全停止1答案：C1.11当机器人处于T2模式，Override被设为30%，此时最大速度为A.30mm/sB.125mm/sC.250mm/sD.由程序决定答案：C1.12使用OmronTM12协作机器人，若Handguiding力矩传感器漂移>0.5N·m，应执行A.负载辨识B.零点校准C.力矩传感器调零D.更新固件答案：C1.13在ROS2中，发布joint_states话题的标准消息类型为A.sensor_msgs/JointStateB.trajectory_msgs/JointTrajectoryC.std_msgs/Float32MultiArrayD.geometry_msgs/PoseArray答案：A1.14若机器人基座坐标系与视觉标定板坐标系之间的齐次变换矩阵为T，则视觉检测到的目标在基座系下的坐标计算为A.T·PB.P·TC.T逆·PD.P·T逆答案：A1.15在UR10e中，若关节3编码器反馈值跳变>0.05rad，系统报警代码为A.C157AB.C10A8C.C157BD.C10A9答案：B1.16当使用ModbusTCP读取保持寄存器，功能码为A.01B.02C.03D.04答案：C1.17在KUKA.WorkVisual中，若项目出现“Technologypackagemissing”，解决步骤首选A.重装系统B.安装缺失的tech包C.删除项目D.回滚版本答案：B1.18若机器人末端执行真空吸盘，吸盘直径80mm，真空度−60kPa，理论吸力约为A.30NB.60NC.120ND.240N答案：C1.19在FANUCKarel中，将实数转换为字符串的函数为A.REAL_TO_STRB.CNVR_REAL_STRC.TO_STRD.REALSTR答案：B1.20当机器人处于圆弧指令MoveC，若中间点与终点重合，系统A.继续运行B.报警停止C.自动修正D.降低速度答案：B2.多选题（每题2分，共20分；多选少选均不得分）2.1下列哪些情况会导致ABB机器人“50296:SMBmemorydifference”A.更换伺服电机B.更换编码器电缆C.更换轴计算机D.更换示教器答案：A、B、C2.2在KUKA中，下列属于安全接口X11的通道A.安全门B.外部急停C.确认键D.模式选择答案：A、B、C2.3机器人TCP标定方法包括A.三点法B.四点法C.五点法D.六点法答案：A、B、D2.4下列属于协作机器人ISO/TS15066定义的功率限制参数A.力阈值B.动量阈值C.压强阈值D.速度阈值答案：A、B、C2.5在YaskawaINFORM指令中，可实现条件跳转的指令有A.JUMPB.CALLC.IFD.WAIT答案：A、C2.6下列关于EtherNet/IP扫描器说法正确的是A.支持RPIB.支持COSC.支持多播D.支持QoS答案：A、B、C、D2.7在FANUC中，属于坐标系的选项A.WORLDB.JOINTC.USERD.TOOL答案：A、B、C、D2.8当机器人与PLC采用ProfinetIRT通信，需配置A.设备名B.MAC地址C.更新时间D.同步域答案：A、C、D2.9下列哪些传感器可用于机器人打磨力控A.六维力矩B.电流传感C.位移传感器D.视觉答案：A、B、C2.10在ROSmoveit中，规划路径失败可能原因A.目标不可达B.碰撞体未更新C.关节限位D.规划器超时答案：A、B、C、D3.填空题（每空1分，共30分）3.1在KUKA中，系统变量$VEL_AXIS[1]的单位是（度/秒）。3.2ABB机器人默认I/O板DSQC652的地址开关为（10）。3.3FANUC机器人寄存器R[1]最大可存储整数（32767）。3.4YaskawaDX200的CN303接口物理层采用（RJ45）。3.5UR机器人脚本函数movej(q,a,v,t,r)中，a代表（关节加速度）。3.6若机器人减速机润滑脂为ShellOmalaS2220，首次更换周期为（10000）小时。3.7在SiemensTIAPortal中，Profinet设备GSD文件扩展名为（xml）。3.8当使用KUKA.ForceTorqueSensor，系统变量$FTS_MODE设为（2）表示力控模式。3.9若机器人末端线速度为1000mm/s，转弯半径20mm，则向心加速度为（50000）mm/s²。3.10在StaubliCS9中，安全等级SIL3对应的PFHd为（<10^7）。3.11若视觉像素当量0.05mm/pixel，目标直径占200pixel，则实际直径（10）mm。3.12在ROS2中，节点发现采用（DDS）中间件。3.13当机器人关节4减速比为160，电机编码器分辨率为17bit，则单圈脉冲数（131072）。3.14若吸盘真空泵流量为20L/min，吸盘容积0.2L，理论抽气时间（0.6）s。3.15在FANUC中，将DO[1]置ON的Karel语句为（SET_DO(1,ON)）。3.16若机器人基座到世界系变换矩阵T，其平移向量为[100,200,300]，则T(1,4)=（100）。3.17当使用EtherCAT，周期为1ms，则同步抖动应<（20）µs。3.18在ABB中，触发中断的指令为（CONNECT）。3.19若机器人打磨接触力设定50N，力传感器死区±2N，则PID积分饱和限幅为（52）N。3.20在Yaskawa中，关闭伺服电源的指令为（SERVOOFF）。3.21若UR机器人关节范围±360°，其16位编码器分辨率0.0055°，则编码器最大计数值（131072）。3.22当机器人与PLC采用OPCUA通信，变量节点NamespaceIndex由（服务器）分配。3.23在KUKA.WorkVisual中，项目归档扩展名为（wvs）。3.24若机器人末端负载10kg，重心距离法兰面100mm，则对法兰坐标系Y轴力矩为（9.8）N·m。3.25在FANUC中，位置寄存器PR[1]的元素个数为（9）。3.26若机器人采用5mm螺距丝杠，电机旋转2000rpm，则线速度（166.7）mm/s。3.27在Staubli中，恢复默认密码为（robot）。3.28当机器人安全围栏高度1.8m，检测人体部位为（手指）时，需增加顶部防护。3.29若机器人程序行号超过（9999），FANUC需采用行号自动压缩。3.30在KUKA中，系统变量$OUT_C[1]的数据类型为（BOOL）。4.简答题（封闭型，每题5分，共20分）4.1说明ABB机器人“Fine”与“Z10”点位逼近的区别。答案：Fine指机器人完全到达目标点速度降为零才继续下一行；Z10指距离目标点10mm时开始过渡，速度不为零，缩短节拍。4.2列举KUKA机器人系统启动至自动运行的三步关键操作。答案：1.选择CELL.SRC作为主程序；2.将模式开关置于EXT；3.外部PLC发送$MOVE_ENABLE和驱动器上电信号。4.3简述Yaskawa机器人绝对值编码器电池欠压报警后的恢复流程。答案：保持电源开启，更换电池，进入维护模式执行绝对值复位，重新设置原点，断电重启，确认报警消除。4.4说明协作机器人“功率与力限制”模式下碰撞检测的两种实现方式。答案：1.基于关节电流估算外力，超过阈值即停止；2.基于六维力传感器直接测量接触力，超过设定值即停止。5.简答题（开放型，每题10分，共20分）5.1某工厂采用UR10e进行机床上下料，需兼容两款缸体（质量5kg与15kg），请给出快速换产且保证协作安全的完整方案，含硬件、参数、程序逻辑。答案：硬件：1.快换法兰+ISO9409150接口；2.电动夹爪Robotiq2F85+力控包；3.地脚力矩传感器OnRobot6axis；4.安全扫描仪SICKmicroScan3。参数：质量惯量在线辨识，启用力控阈值≤150N，速度≤250mm/s，动量≤15kg·m/s，安全IO双通道。程序：上电→负载辨识→若质量>10kg则调用heavy_payload.script→设置speed_slider=0.6→设置force_threshold=150→设置安全围栏半径1.2m→启动Handguiding示教点位→自动运行循环→换产时扫描新缸体二维码→脚本自动切换TCP与惯量→继续运行。5.2一条打磨产线集成KUKAKR603+力控+视觉，需实现焊缝跟踪打磨，粗糙度Ra≤1.6µm。请给出系统架构、通信拓扑、关键参数、误差补偿策略。答案：架构：KR603+KRC4+EtherCAT总线；ATI六维力传感器+Schunk打磨头+ABBACS800变频器；KeyenceLJX80002D轮廓仪；工控机i712700+RTX3060运行ROS2+MoveIt。通信：视觉→工控机（GigE1Gbps）→ROS2发布/scan_profile→力传感器→EtherCAT1ms→KUKA.FTS；工控机→KUKAviaEthernetUDP4ms周期发送轨迹修正Δx,Δz,Δθy。参数：打磨速度v=30mm/s，接触力Fz=35N，砂带线速度18m/s，力控刚度Kz=2N/mm，视觉采样2kHz，滞后补偿Δt=20ms。误差补偿：1.视觉标定手眼关系Ax=b，采用Tsai两步法重投影误差≤0.05mm；2.建立砂带磨损模型Δh=k·t，k=0.8µm/min，实时修正Z向；3.力控外环PI+内环电流环，截止频率15Hz；4.末端加500Hz加速度计做前馈补偿振动；5.激光位移传感器闭环Ra在线检测，若Ra>1.6µm则回退0.2mm二次打磨。6.应用题（综合类，共60分）6.1计算题（15分）某六轴机器人关节4、5、6构成球形手腕，连杆参数如下：d4=120mm，d5=0mm，d6=85mm；α4=90°，α5=90°，α6=0°。当θ4=30°，θ5=45°，θ6=60°时，求末端法兰中心在腕部坐标系O4下的坐标(x,y,z)。答案：A4=[cos300sin300;sin300cos300;010120;0001];A5=[cos450sin450;sin450cos450;0100;0001];A6=[cos60sin6000;sin60cos6000;00185;0001];T=A4A5A6;P=T(1:3,4);得x=120·sin45·cos60+85·sin45·sin60=120·0.7071·0.5+85·0.7071·0.8660=42.43+52.02=94.45mm；y=120·sin45·sin60−85·sin45·cos60=73.48−42.43=31.05mm；z=120+0+85·cos45=120+60.10=180.10mm。故(x,y,z)=(94.45,31.05,180.10)mm。6.2分析题（15分）某装配工站采用SCARA机器人+视觉定位手机电池，视觉检测电池中心偏差(Δx,Δy,Δθ)=（1.2mm,−0.8mm,0.5°），机器人重复定位精度±0.02mm，夹手定位精度±0.05mm，电池槽公差±0.1mm。问：1.总定位误差是否满足电池槽公差？2.若不满足，提出两种工程改进措施并量化效果。答案：1.总误差=sqrt(1.2²+0.8²)+0.02+0.05=1.44+0.07=1.51mm>0.1mm，不满足。2.措施A：视觉像素当量由0.05mm/pixel降至0.01mm/pixel，则视觉误差降至0.24mm，总误差0.24+0.07=0.31mm，仍超差；措施B：增加二次视觉精定位，使用下视高精度相机，像素当量0.005mm/pixel，视觉误差0.06mm，总误差0.06+0.07=0.13mm；措施C：在夹手增加±0.05mm柔顺对心机构，补偿0.05mm，总误差0.31−0.05=0.26mm；综合B+C后总误差0.13−0.05=0.08mm<0.1mm，满足。6.3综合题（30分）背景：南京某新能源汽车电池托盘焊缝打磨产线，节拍120s，托盘长度1.8m，焊缝高度3mm，材料6061T6，要求Ra≤1.2µm。设备：KUKAKR90R3100extraHA+Gudeltrackmotion+2D激光视觉+ATI力控+砂带机。任务：1.给出整体布局俯视图（文字描述坐标）。2.计算打磨工艺参数：砂带粒度、线速度、机器人速度、接触力。3.设计KRL程序框架，含视觉修正、力控、砂带磨损补偿、异常处理。4.给出安全回路图文字描述，满足PLe。答案：1.布局：轨道长4m，零点X=0；机器人底座位于X=1m；托盘进站滚筒线Y=0；视觉激光器安装于X=0.2m龙门架，视野中心X=0.3m；砂带机位于Y=1.5m，砂带面与托盘高度差0mm；安全围栏半径2.5m，激光扫描仪SICKS3000位于X=−0.5m，270°扫描。2.工艺：砂带粒度P120→P240两步；P120线速度vs=20m/s，机器人