2025年高职焊接技术与自动化(焊接机器人)试题及答案

2025年高职焊接技术与自动化(焊接机器人)试题及答案1.单项选择题（每题1分，共20分）1.1焊接机器人示教再现过程中，最关键的安全联锁信号是A.伺服就绪B.急停回路C.焊丝余量D.保护气流量答案：B1.2在MIG焊机器人系统中，若送丝速度由8m/min突降至4m/min，焊接电流一般会A.增大30%B.减小约40%C.不变D.先增后减答案：B1.3对6轴垂直多关节机器人而言，腕部奇异点主要发生在A.J4=0°B.J5=0°C.J6=0°D.J2=90°答案：B1.4采用激光视觉寻位时，若钢板表面涂有防锈油，最可能造成的误差来源是A.反射率下降B.折射角偏移C.光斑散射D.波长漂移答案：C1.5在ISO102181:2011中，机器人本体安全停类别最高可达到A.Cat1B.Cat2C.Cat3D.Cat4答案：C1.6若机器人TCP重复定位精度标称为±0.05mm，则实际焊接V形坡口钝边2mm时，允许根部间隙最大偏差通常不超过A.0.2mmB.0.5mmC.0.8mmD.1.0mm答案：B1.7脉冲MIG焊中，一脉一滴的临界过渡频率f与焊丝直径d经验关系为f≈120/d，当d=1.2mm时，f约为A.50HzB.100HzC.120HzD.200Hz答案：B1.8机器人电弧跟踪系统采用摆动电弧采样，若摆动频率固定为5Hz，机器人前进速度为600mm/min，则相邻两采样点中心距为A.1mmB.2mmC.4mmD.6mm答案：B1.9在PLC与机器人Profinet通信中，I/O映射地址QW64表示A.机器人第64位数字输入B.PLC输出第64字节C.机器人模拟量输出6VD.PLC第64字输出答案：D1.10焊接夹具定位销材料通常选40Cr并淬火至HRC48，其主要目的是A.防锈B.耐磨C.导磁D.减振答案：B1.11若机器人基坐标系{B}相对大地坐标系{G}绕Z轴旋转30°，则旋转矩阵第三列为A.[001]TB.[100]TC.[010]TD.[001]T答案：A1.12使用CO2焊时，若气瓶压力表读数为5MPa，瓶内剩余CO2质量约为总重的A.10%B.25%C.50%D.80%答案：C1.13机器人焊接工作站节拍计算中，辅助时间占比一般不宜超过A.15%B.30%C.45%D.60%答案：B1.14对1mm薄板对接，若采用Φ0.8mm焊丝，最佳干伸长为A.5mmB.10mmC.15mmD.20mm答案：B1.15在Tandem双丝焊中，前丝与后丝间距通常保持A.5mmB.15mmC.30mmD.50mm答案：B1.16若机器人控制柜内部温度超过45℃，系统将首先触发A.风扇提速B.报警暂停C.伺服断电D.程序复位答案：A1.17焊接电源外特性曲线下降斜率越大，说明恒流性能A.越好B.越差C.不变D.与弧长无关答案：A1.18在RobotStudio中，若要将目标点沿工具Z方向偏移5mm，应在“Trans”中输入A.005B.500C.050D.005答案：A1.19若焊枪喷嘴内径为16mm，则保护气流量最佳设置约为A.5L/minB.10L/minC.20L/minD.30L/min答案：C1.20对相同焊缝，机器人焊接热输入一般比手工焊降低约A.5%B.15%C.30%D.50%答案：B2.多项选择题（每题2分，共20分；每题至少有两个正确答案，多选少选均不得分）2.1下列哪些因素会显著影响机器人MIG焊的弧长稳定性A.送丝轮磨损B.焊丝镀铜层脱落C.二次电缆接头松动D.工件表面粗糙度E.控制柜接地电阻答案：ABC2.2机器人激光焊缝跟踪系统的主要硬件包括A.半导体激光器B.CCD/CMOS相机C.带通滤光片D.伺服焊枪E.电容传感器答案：ABC2.3关于机器人焊接工作站安全围栏，符合ISO13857要求的有A.高度≥1.4mB.底部离地≤180mmC.门与急停联锁D.使用聚碳酸酯板E.围栏内任意点到危险区水平距离≥500mm答案：ABCD2.4在脉冲MIG焊中，影响熔滴过渡形态的电参数有A.峰值电流B.基值电流C.脉冲频率D.占空比E.电感量答案：ABCD2.5机器人焊接程序中，使用“Search_1D”指令可实现A.工件高度寻位B.焊缝起始点修正C.坡口宽度测量D.焊丝回烧E.TCP重校答案：AB2.6下列焊接缺陷中，机器人焊接比手工焊更易控制到较低水平的有A.咬边B.气孔C.焊穿D.夹钨E.未熔合答案：ABC2.7对铝合金机器人MIG焊，推荐采用的焊丝送丝软管类型有A.钢质螺旋管B.特氟龙内衬管C.尼龙11管D.聚氨酯开口管E.聚酰胺双层管答案：BCE2.8机器人焊接工作站进行CE认证时，技术文件必须包含A.风险评估报告B.电气原理图C.焊接工艺规程D.使用说明书E.噪音测试报告答案：ABDE2.9若机器人第五轴角速度限制为150°/s，下列哪些运动可能触发超速报警A.直线运动时姿态变化率>150°/sB.关节运动J5=200°/sC.圆弧运动J5=140°/sD.外轴协同E1=160°/sE.手动全速示教J5答案：BE2.10采用双机器人协调焊接同一长焊缝时，必须考虑A.同步时钟B.干涉区设置C.焊枪姿态镜像D.大地坐标统一E.焊机特性一致答案：ABD3.填空题（每空1分，共20分）3.1机器人焊接常用的四大家族品牌是________、________、________、________。答案：FANUC、ABB、KUKA、YASKAWA3.2在MIG焊中，若焊丝伸出长度增加10mm，则焊接电流大约下降________%。答案：8~123.3机器人TCP校准常用的三点法，三点应分布在空间________面上，且夹角尽量接近________°。答案：同一球，903.4ISO6947规定，PA位置代号表示________位置，PC表示________位置。答案：平焊，横焊3.5若机器人基坐标系原点到变位机旋转中心距离为500mm，则该尺寸必须在________坐标系中精确定义。答案：大地或World3.6脉冲MIG焊中，一脉一滴的临界电流与焊丝直径平方成________比。答案：正3.7机器人控制柜内CMOS电池电压低于________V时需更换，否则易丢失mastering数据。答案：2.83.8在激光焊缝跟踪中，常用结构光平面与焊枪电极轴线夹角为________°~________°。答案：25，353.9若焊机额定暂载率为60%，则在400A电流下可连续工作________分钟。答案：63.10机器人焊接工作站中，ProfinetRT更新周期最小可达________ms。答案：0.253.11对碳钢MAG焊，保护气C1组分为Ar+________%CO2。答案：183.12若机器人第六轴减速比为120:1，电机编码器为17位，则单圈分辨率为________脉冲。答案：1310723.13焊接电源输出端电感量增大，则短路过渡频率________。答案：降低3.14机器人程序中，MoveL指令默认使用________插补。答案：直线3.15若焊枪喷嘴粘附大量飞溅，将导致保护气流动状态由层流变为________流。答案：紊3.16在RobotStudio中，将目标点robtarget的robconf设置为[1,0,1,0]表示轴配置为________。答案：前方，上方，二轴未翻转，四六轴未翻转3.17对1mm不锈钢薄板对接，机器人MIG焊最佳根部间隙为________mm。答案：0~0.23.18若焊接速度提高一倍而热输入保持不变，则焊接电流应大约增加________%。答案：413.19机器人焊接工作站中，安全PLC与机器人控制器之间的安全信号一般采用________协议。答案：SafetyBUSp或CIPSafety3.20在焊接机器人路径优化中，采用S曲线加减速可减小________冲击。答案：机械4.判断题（每题1分，共10分；正确打“√”，错误打“×”）4.1机器人第五轴角度为0°时，第四与第六轴轴线重合，此时机器人处于奇异点。答案：√4.2对同一焊丝，采用脉冲MIG比连续MIG熔敷率一定更高。答案：×4.3机器人焊接程序中，速度数据v1000表示TCP速度为1000mm/s。答案：√4.4激光焊缝跟踪系统对铝合金氧化膜厚度变化不敏感。答案：×4.5若机器人伺服驱动器显示“SV0445”，表示编码器电池电压低。答案：√4.6在ISO156141中，试件厚度为12mm的对接焊缝，覆盖范围上限为1.1倍。答案：×4.7采用双脉冲MIG焊可进一步降低铝合金焊接气孔率。答案：√4.8机器人焊接工作站必须单独设置保护接地，其接地电阻≤10Ω。答案：×4.9对碳钢MAG焊，随着CO2比例增加，飞溅率单调上升。答案：√4.10机器人示教时，若按住Deadman开关到第二档，再按启动键即可进入自动模式。答案：×5.简答题（共30分）5.1（封闭型，4分）列举机器人MIG焊产生气孔的三大主要原因，并给出对应防止措施。答案：1.工件表面有油锈水分——焊前机械或化学清理；2.保护气流量不足或风大——调整流量≥15L/min，设挡风；3.焊丝伸出过长导致气体提前散失——控制干伸长10~15mm。5.2（开放型，6分）某厂使用ABBIRB4600/2.05焊接1.5mm厚汽车纵梁，节拍要求72s/件，焊缝总长1.8m，现测得实际节拍85s。请给出三种可行的节拍优化思路并说明理由。答案：1.提高焊接速度：原600mm/min提至800mm/min，焊接时间可减27s；2.采用双机器人对称焊，单机器人焊接长度减半，理论节拍降至42s；3.优化空行程：使用“QuickMove”曲线，将空移速度由v1500提至v3000，节省空移时间约8s；4.减少寻位次数：由每段寻位改为整体一次寻位，节省6s；5.变位机联动：使焊缝始终处于船形位置，可一次成型，减少翻转4s。5.3（封闭型，5分）说明机器人激光焊缝跟踪系统的标定步骤。答案：1.安装激光器与相机，确保光平面与焊枪相对固定；2.使用标准棋盘格或球杆，采集10幅以上不同位姿图像；3.提取光条中心，建立相机内参与手眼关系方程；4.通过Tsai或Zhang算法求解相机外参；5.将偏移量写入机器人控制器，验证误差≤0.1mm。5.4（开放型，5分）对比机器人MIG焊与激光电弧复合焊在8mm厚高强钢对接中的优劣。答案：MIG：设备成本低，桥接能力强，根部间隙容忍2mm，但热输入高、变形大，需多层焊；激光MIG：一次穿透8mm，速度1.5m/min，热输入降低30%，变形小，但设备成本高，对坡口装配间隙要求≤0.3mm，需激光防护，维护复杂。5.5（封闭型，4分）写出机器人焊接电源一元化调节的含义，并给出其实现条件。答案：含义：送丝速度与电压按预设曲线自动匹配，用户仅需调节送丝速度；条件：电源需有平外特性或缓降特性，控制单元存储U=f(v)曲线，采用电压反馈闭环，焊丝直径与保护气成分需固定。5.6（开放型，6分）某机器人工作站出现“电弧断弧”报警，随机发生，一天约3次。请给出系统排查流程。答案：1.检查焊丝盘是否打滑，测送丝轮压紧力；2.查看导电嘴磨损量，更换新嘴对比；3.用钳形表监测电缆电流波动，>10%即查接头；4.检查接地夹是否锈蚀，回路电阻>0.1Ω需打磨；5.查看电源参数PWH，若>5%，更换模块；6.观察保护气流量，若瞬间<10L/min，查管路漏气；7.检查工件装配间隙，若>1mm，调整夹具；8.升级机器人至最新固件，排除软件BUG；9.记录环境温度湿度，若>90%RH，增加预热；10.以上均无异常，更换备用焊机交叉验证。6.应用题（共50分）6.1计算题（10分）某机器人焊接碳钢角焊缝，焊脚尺寸4mm，焊接速度500mm/min，焊丝直径1.2mm，熔敷率95%，电流220A，电压24V。求：（1）熔敷速度（g/min）；（2）热输入（kJ/mm）；（3）若要求焊脚增大到6mm，速度应降为多少？已知：钢密度7.8g/cm3，熔化系数0.75g/A·min。答案：（1）熔敷速度=220×0.75×0.95=156.8g/min；（2）热输入=(220×24)/(500/60)=0.63kJ/mm；（3）焊脚面积比=(6/4)2=2.25，速度v=500/2.25≈222mm/min。6.2分析题（10分）某厂采用FANUCM20iA焊接电池包铝合金壳体，焊缝为1.2mm搭接，出现周期性烧穿，周期约等于送丝轮周长。请分析原因并给出解决措施。答案：原因：送丝轮凹槽磨损不均，导致送丝速度周期性波动，瞬时电流增大烧穿；措施：更换送丝轮，改用U型槽聚氨酯轮，调整压紧力至0.2MPa，加装编码器反馈闭环，改用推拉式送丝，将焊丝盘与送丝机距离缩至2m以内，检查焊丝弯曲半径>300mm。6.3综合设计题（30分）任务：为某客车底架长直焊缝（材料Q355，板厚8mm，坡口60°V形，钝边2mm，间隙1mm，焊缝长3m）设计一套双机器人+变位机焊接方案，要求：1.一次焊透，根部质量达到ISO5817B级；2.节拍≤4min；3.变形量≤1mm/3m；4.给出设备选型、焊接参数、机器人路径、变位机动作、夹具简图、检测方法、安全方案及成本估算。答案：1.设备选型：机器人：ABBIRB46002.05×2，6轴，负载60kg，重复精度±0.06mm；变位机：L型双轴伺服，翻转±180°，回转0.1~2rpm，承重3t；焊机：FroniusTPS500iPulse，脉冲特性，带ArcT