工业机器人系统集成培训试题2025年应用技术卷及答案

工业机器人系统集成培训试题2025年应用技术卷及答案一、单项选择题（每题1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.在工业机器人系统集成中，决定末端执行器可达空间的关键参数是（）。A.重复定位精度B.关节最大速度C.工作半径D.本体重量答案：C2.当使用EtherCAT总线扩展I/O模块时，为保证同步周期稳定，首要配置的参数是（）。A.分布时钟偏移B.PDO映射长度C.从站节点地址D.电缆屏蔽层接地答案：A3.在PLCopenPart4规范中，机器人轴组与外部轴组协同运动的功能块名称为（）。A.MC_MoveVelocityB.MC_CamInC.MC_GearInD.MC_MoveLinearAbsolute答案：B4.某六轴机器人采用绝对式多圈编码器，断电后位置信息保存在（）。A.伺服驱动器RAMB.编码器齿轮机构C.编码器非易失存储D.控制器CF卡答案：C5.对视觉定位结果进行手眼标定，若相机固定于机器人法兰上方，则采用的变换链为（）。A.Base→Tool→Camera→ObjectB.Base→Camera→Tool→ObjectC.Camera→Base→Tool→ObjectD.Tool→Camera→Base→Object答案：A6.在SafetyBusp网络中，实现安全急停信号双通道冗余的器件是（）。A.安全继电器B.安全PLCC.安全I/O端子D.安全编码器答案：C7.采用激光焊缝跟踪时，传感器输出偏差量为Δx=0.8mm，机器人坐标系下Y方向补偿增益Kp=0.5，则Y轴修正量为（）。A.0.4mmB.0.8mmC.1.6mmD.0mm答案：A8.在RoboGuide中建立变位机模型时，必须首先定义的坐标系为（）。A.WorldB.UserC.JointD.Base答案：D9.当机器人与MES系统对接时，用于上报设备状态的通信协议首选（）。A.ModbusRTUB.OPCUAC.CANopenD.TCP/IPSocket答案：B10.在伺服电机选型计算中，若负载惯量比JL/JM=8，则推荐采用的措施为（）。A.提高减速比B.降低电机转速C.增大电机功率D.加装制动器答案：A11.对机器人进行S曲线加减速规划，可显著降低（）。A.轨迹误差B.关节磨损C.能耗D.循环时间答案：B12.在FANUC系统中，将数字I/O配置为UOP信号，需修改的系统变量为（）。A.$RMT_MASTERB.$UOP_CONFIGC.$DIN[n]D.$IO_AUTO答案：B13.当使用力控打磨时，若接触力超差持续200ms，系统应触发的安全动作是（）。A.减速至10%B.力控切换位控C.立即回退20mmD.暂停程序并报警答案：D14.在KUKA.WorkVisual中，将外部轴添加为机器人第七轴，需将其类型设置为（）。A.KinematicB.ExternalKinematicC.SplineD.Conveyor答案：B15.对机器人进行双机协同，若采用主从模式，主站需广播给从站的核心数据为（）。A.关节电流B.工具坐标C.运动指令帧D.伺服报警码答案：C16.在视觉系统中，若像素当量=0.05mm/pixel，图像测得边缘间距为120pixel，则实际距离为（）。A.6mmB.12mmC.2.4mmD.60mm答案：A17.当机器人与AGV联动，AGV停靠精度±5mm，为补偿位置偏差，机器人最适合采用（）。A.绝对定位B.视觉伺服C.力控D.激光跟踪答案：B18.在STO（SafeTorqueOff）功能激活后，伺服驱动器内部状态为（）。A.母线电压切断B.PWM脉冲封锁C.电机三相短路D.制动器释放答案：B19.对机器人进行负载识别，若采用加速度法，需首先记录的参数为（）。A.关节电流B.关节角度C.关节速度D.关节温度答案：A20.在RobotStudio中创建Smart组件，用于实现夹具夹紧/松开动作的子组件是（）。A.LinearMoverB.Attacher/DetacherC.PoseMoverD.Sensor答案：B二、多项选择题（每题2分，共20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）21.下列哪些属于工业机器人系统集成“机械接口”设计范畴（）。A.法兰过渡板B.管线包拖链C.工具快换装置D.伺服电机抱闸E.基座减震垫答案：ABCE22.在采用ProfinetIRT实时通信时，为保证抖动<1μs，需满足（）。A.使用专用ASIC交换机B.禁用生成树协议C.节点数≤64D.网线长度≤100mE.带宽≥1Gbps答案：ABCD23.机器人打磨工作站中，导致打磨质量波动的因素有（）。A.砂带线速度B.工件温度C.法向力波动D.机器人绝对精度E.环境湿度答案：ABCD24.在KUKA系统变量中，与轨迹精度直接相关的有（）。A.$VEL_AXISB.$ACC_AXISC.$APO.CDISD.$TOOLE.$LOAD答案：ABC25.关于机器人与数控机床协同，正确的安全措施包括（）。A.安全门联锁B.光栅保护C.双手启动D.安全限速E.安全卸载区答案：ABCDE26.在视觉引导抓取中，需计算的变换矩阵有（）。A.相机内参B.手眼矩阵C.工具坐标D.基坐标E.工件坐标答案：ABE27.下列哪些操作会导致机器人零点丢失（）。A.更换伺服电池B.手动拆下电机C.更新操作系统D.断电重启E.碰撞导致编码器滑圈答案：ABE28.在FANUC力控功能中，提供的力控坐标系有（）。A.ToolB.WorldC.UserD.JogE.Base答案：ACE29.对机器人进行能效评估，需采集的数据包括（）。A.关节电流B.循环时间C.环境温度D.气压E.电机再生功率答案：ABE30.在RoboDK中，支持的后处理器有（）。A.FANUCB.KUKAC.ABBD.YaskawaE.Staubli答案：ABCDE三、填空题（每空1分，共20分）31.在六轴机器人中，若J5轴运动范围为±120°，则其工作空间在J5=0°截面呈现________对称。答案：左右32.采用CANopen总线时，心跳报文Producer的COBID=________hex。答案：700+NodeID33.在PLCopen规范中，功能块MC_ReadActualPosition的输出引脚为________。答案：Position34.若机器人末端线速度v=1m/s，转弯半径r=0.2m，则向心加速度a=________m/s²。答案：535.在KUKA系统中，变量$CYCFLAG[1]用于表示________信号。答案：循环标志36.当使用增量式编码器时，每转脉冲数为2500，四倍频后分辨率为________ppr。答案：1000037.在视觉系统中，若镜头焦距f=25mm，物距u=500mm，像高h=10mm，则视野高度H=________mm。答案：20038.对机器人进行双机协同，若主从延迟>________ms，将产生明显轨迹错位。答案：839.在FANUC系统中，宏指令CALLPROGRAM的M代码为________。答案：M19840.当机器人采用STO安全功能后，若要恢复运行，必须执行________操作。答案：故障复位+伺服上电41.在RobotStudio中，将组件设置为“Source”后，需配合________组件实现动态生成。答案：Queue42.对伺服驱动器进行增益整定时，若速度环带宽提高2倍，则位置环跟随误差将降低至原来的________。答案：1/243.在激光焊缝跟踪中，若采样频率为2kHz，焊接速度为1.2m/min，则每毫米采样点数为________。答案：10044.若机器人基座发生2°倾斜，采用三点法示教UserFrame，最大角度误差约为________°。答案：245.在Yaskawa系统中，用于设置外部轴减速比的参数为________。答案：Pn80846.对机器人进行寿命评估，ISO9283规定连续运行________小时为可靠性试验周期。答案：50047.在Profinet中，RT等级3对应的循环时间最小为________μs。答案：25048.当机器人与AGV采用VDA5050协议对接时，AGV上报位姿的JSON字段为________。答案：nodeId49.在力控打磨中，若力传感器分辨率0.05N，系统信噪比要求≥20dB，则允许最大噪声________N。答案：0.00550.对机器人进行能效等级评定，若循环能耗E=0.8kWh，ISO50001规定A级门槛为0.6kWh，则该站能效等级为________级。答案：C四、简答题（共30分）51.（封闭型，6分）说明在机器人系统集成中，进行“工作半径校核”的三步流程，并指出校核不合格时的两种整改措施。答案：1)根据末端执行器尺寸及工件图纸，计算最远作业点Pmax到机器人基座中心水平距离D；2)查阅机器人手册，获得J1轴在最大伸展时的水平半径Rmax；3)比较D≤Rmax−安全余量(≥50mm)。整改：①更换更大臂展型号；②移动机器人基座或重新布置工位。52.（开放型，8分）某客户要求将现有手工打磨升级为机器人自动化，工件为不锈钢曲面，表面粗糙度要求Ra≤0.4μm。请列出系统集成方案中需重点论证的五大技术难点，并给出对应解决思路。答案：1)曲面轨迹精度：采用离线编程+激光扫描二次修正；2)恒力控制：六维力传感器+自适应PID+前馈补偿；3)砂带磨损补偿：视觉监测砂带磨粒+实时速度闭环；4)热变形：气冷+分段打磨+温升模型预测；5)多品种换型：快换工具+机器人侧视觉识别工件型号自动调用程序。53.（封闭型，6分）写出在KUKA.WorkVisual中配置外部轴为“定位器”时，必须填写的三项参数及其物理意义。答案：1)减速比：电机侧转速与轴侧转速之比；2)运动方向：定义电机正转对应轴旋转方向；3)极限角度：软限位上下限，防止机械碰撞。54.（开放型，10分）某上下料系统由机器人+AGV+立体库组成，MES下达订单后需实现“黑灯”生产。请设计一套信息流拓扑图（文字描述），并说明各节点数据格式与实时性要求。答案：拓扑：MES→OPCUAServer→中央PLC→机器人PLC←→AGV调度PLC←→立体库WCS。数据格式：MES下发XML含订单号、工件图号、数量；OPCUA采用UABinary编码，周期100ms；机器人PLC与AGV采用VDA5050JSON，周期200ms；立体库WCS采用TCP/IPModbus，周期500ms。实时性：机器人抓取≤50ms延迟，AGV路径更新≤200ms，立体库出库≤2s。五、应用题（共60分）55.（计算类，10分）某六轴机器人搬运20kg箱体，行程水平移动1.2m，垂直提升0.8m，减速机惯量可忽略，电机侧参数：JM=0.2kg·m²，减速比n=50，效率η=0.9，求电机所需峰值转矩。（重力加速度g=9.8m/s²，加速时间t=0.3s，匀速速度v=1m/s）答案：1)负载折算惯量JL=m·r²/n²=20·(1.2/2π·50)²≈0.029kg·m²；2)总惯量JT=JM+JL=0.229kg·m²；3)角加速度α=2π·v/(r·t)=2π·1/(0.024·0.3)=872rad/s²；4)加速转矩Ta=JT·α=0.229·872≈200N·m；5)重力转矩Tg=m·g·r/n=20·9.8·0.024=4.7N·m；6)峰值转矩Tpeak=(Ta+Tg)/η=(200+4.7)/0.9≈227N·m。56.（分析类，15分）某焊接工作站出现“起弧不稳定”故障，统计1000次作业，失效32次。现场记录变量：焊丝伸出长度、保护气流量、工件间隙、母材温度、机器人速度。用鱼骨图法列出五大要因，并给出验证试验方案。答案：鱼骨：人（示教偏差）、机（焊枪导电嘴磨损）、料（焊丝直径波动）、法（电流波形）、环（侧风）。验证：1)更换新导电嘴，失效降至5次，确认“导电嘴磨损”显著；2)采用闭环送丝，失效再降3次；3)风速仪监测侧风>1m/s时，失效增加，加挡风板后失效1次；4)DOE正交试验表明焊丝伸出长度由15mm调至12mm，失效降50%；5)最终CPK由0.83提升至1.67。57.（综合类，20分）设计一套“机器人+视觉+导轨”的柔性装配站，装配四种型号的汽车空调压缩机离合器，节拍≤45s，切换时间≤3min。要求：1)绘出平面布置图（文字描述坐标及尺寸）；2)列出关键硬件清单含型号；3)给出视觉识别+补偿算法流程；4)计算年产能（年工作300天，双班制）。答案：1)布置：机器人KUKAKR60R2100位于4m长第七轴地轨中心，视觉相机BasleracA250060uc固定于龙门架，高度1.8m，视野400mm×300mm；来料传送带平行导轨布置，间距1.2m，成品皮带垂直布置；共4个料框，每个占地800mm×600mm，呈“品”字围绕机器人。2)硬件：KR60R2100×1，KRC4compact×1，地轨KL2000×1，伺服电机MSK101E×1，相机Basler×2，镜头35mm×2，环形光源φ300mm×2，PLCSiemensS71500×1，HMITP1200×1，快换SWS020×1，夹具自定心机械指×1。3)流程：①相机触发拍照；②Canny提取离合器外圆；③最小二乘拟合圆心