2025年机器人技术应用职业资格考试题及答案

2025年机器人技术应用职业资格考试题及答案一、单项选择题（每题1分，共30分。每题只有一个正确答案，请将正确选项的字母填在括号内）1.在工业机器人关节坐标系中，J4轴通常对应机器人的（）。A.基座旋转B.大臂摆动C.小臂旋转D.手腕俯仰答案：C2.下列哪种传感器最适合用于机器人末端执行器的力控打磨？（）A.光电编码器B.六维力/力矩传感器C.霍尔开关D.红外测距传感器答案：B3.某SCARA机器人在XY平面内重复定位精度为±0.02mm，Z轴重复定位精度为±0.01mm，若采用统计法计算3σ水平，则其Z轴重复定位精度指标可表示为（）。A.0.01mmB.0.02mmC.0.03mmD.0.006mm答案：A4.在ROS2中，用于节点间发布—订阅通信的默认中间件是（）。A.ZeroMQB.FastDDSC.gRPCD.MQTT答案：B5.当协作机器人与操作者共享工作空间时，ISO/TS15066规定机器人瞬态接触力对胸部不得超过（）。A.80NB.120NC.150ND.180N答案：C6.某AGV采用双轮差分驱动，轮距0.4m，若左轮速度0.3m/s、右轮速度0.5m/s，则车体角速度约为（）。A.0.2rad/sB.0.4rad/sC.0.5rad/sD.0.8rad/s答案：C解析：角速度ω=(v_rv_l)/L=(0.50.3)/0.4=0.5rad/s。7.在机器人视觉中，若相机分辨率为1280×1024，像元尺寸4.8μm，则传感器靶面宽度约为（）。A.6.14mmB.4.92mmC.8.45mmD.5.76mm答案：A解析：1280×0.0048=6.144mm。8.下列哪种轨迹规划算法在关节空间内保证加速度连续？（）A.梯形速度规划B.S曲线加减速C.三次多项式D.五次多项式答案：D9.某工厂部署10台六轴机器人，单台平均功耗1.2kW，每天运行20h，电价0.7元/kWh，则每日电费约为（）。A.134元B.168元C.196元D.224元答案：B解析：10×1.2×20×0.7=168元。10.在机器人TCP标定中，若采用四点法，则最少需要记录机器人（）个不同姿态。A.3B.4C.5D.6答案：B11.下列关于谐波减速器的描述，错误的是（）。A.柔轮齿数少于刚轮B.传动比大、回程间隙小C.适用于机器人关节D.依靠行星轮系实现减速答案：D12.在机器人安全回路中，下列元件属于“故障—安全”型的是（）。A.普通继电器B.固态继电器C.强制导向继电器D.普通接触器答案：C13.某协作机器人关节电机额定扭矩1.2N·m，减速比100，减速器效率90%，则关节端连续输出扭矩约为（）。A.108N·mB.120N·mC.96N·mD.98N·m答案：A解析：1.2×100×0.9=108N·m。14.在G代码中，指令“G01X50Y50F1000”表示（）。A.快速定位B.直线插补进给速度1000mm/minC.顺时针圆弧D.程序结束答案：B15.若激光雷达扫描频率10Hz，角分辨率0.25°，则单圈点数约为（）。A.720B.1440C.2880D.3600答案：B解析：360/0.25=1440。16.在机器人打磨系统中，若砂带线速度30m/s，接触轮直径0.2m，则接触轮转速约为（）。A.2865r/minB.3185r/minC.3438r/minD.3820r/min答案：C解析：v=πdn，n=30/(π×0.2)≈47.75r/s≈2865r/min，再除以0.9滑差，实际≈3185r/min，最接近C。17.下列哪种总线实时性最高？（）A.ModbusRTUB.CANopenC.EtherCATD.Ethernet/IP答案：C18.在机器人运动学中，若工具坐标系绕Z轴旋转30°，则对应的旋转矩阵第三列为（）。A.[001]^TB.[100]^TC.[010]^TD.[001]^T答案：A19.某Delta机器人主动臂长度0.3m，从动臂0.8m，若主动臂最大摆角±45°，则理论最大工作直径约为（）。A.0.85mB.1.1mC.1.3mD.1.5m答案：B解析：几何极限≈2×(0.3+0.8)×sin45°≈1.1m。20.在机器人视觉抓取中，若采用EyeinHand方案，手眼标定求解的是（）。A.相机内参B.相机与机器人基座关系C.相机与末端法兰关系D.机器人基座与世界坐标系关系答案：C21.下列关于FPGA在机器人控制中的应用，错误的是（）。A.可用于高速IO扩展B.可实现硬件级电流环C.可运行ROS2主节点D.可实现微秒级同步答案：C22.某机器人关节采用17位绝对式编码器，减速比80，则关节端理论分辨率约为（）。A.0.001°B.0.002°C.0.004°D.0.008°答案：B解析：360/(2^17×80)≈0.002°。23.在机器人打磨工艺库中，若材料去除率Q=k·F·v，k为系数，F为接触力，v为进给速度，当F提高20%、v降低10%，则Q变化约为（）。A.增加8%B.增加10%C.减少8%D.不变答案：A解析：1.2×0.9=1.08。24.下列哪种算法最适合机器人在未知环境中的实时路径规划？（）A.AB.DijkstraC.DLiteD.PRM答案：C25.在协作机器人示教中，若采用零力示教，需开启的功能为（）。A.电流环饱和B.重力补偿+拖拽示教C.位置锁死D.速度前馈答案：B26.某机器人系统采用LinuxRTPreempt内核，调度周期1ms，若PID控制周期与调度周期一致，则理论上速度环带宽上限约为（）。A.50HzB.100HzC.166HzD.250Hz答案：C解析：采样定理+经验值≈1/6采样频率。27.在机器人远程运维中，下列协议最适合低带宽场景下传输状态数据的是（）。A.OPCUAJSONB.MQTTC.HTTPRESTD.WebSocket答案：B28.若机器人末端负载惯量增大，则速度环PID需要（）。A.增大P减小IB.减小P增大DC.增大I减小DD.增大P增大D答案：D29.下列关于数字孪生的描述，正确的是（）。A.仅用于可视化B.无法实时同步C.可支持预测性维护D.不需要物理模型答案：C30.在机器人打磨工作站中，若采用主动柔顺控制，通常内环为（）。A.位置环B.速度环C.力环D.电流环答案：D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）31.下列哪些因素会导致机器人绝对定位误差增大？（）A.减速器回程间隙B.连杆参数标定误差C.伺服电机温漂D.视觉手眼标定误差答案：A、B、C32.关于EtherCAT分布式时钟，下列说法正确的是（）。A.各从站时钟同步精度<1μsB.主站发送帧顺序与从站物理位置无关C.支持热连接D.使用IEEE1588机制答案：A、C、D33.下列哪些属于协作机器人安全监测功能？（）A.关节力矩突变检测B.外接激光扫描仪C.示教器急停D.安全围栏互锁答案：A、B、C、D34.在机器人打磨系统中，影响表面粗糙度的主要工艺参数有（）。A.砂带粒度B.接触力C.进给速度D.机器人重复定位精度答案：A、B、C35.下列哪些方法可用于机器人视觉相机内参标定？（）A.张正友棋盘格法B.圆点阵列法C.主动视觉法D.手眼分离法答案：A、B、C36.下列关于ROS2节点生命周期，说法正确的是（）。A.状态机包含Unconfigured、Inactive、Active等B.可远程触发状态切换C.状态切换必须重启节点D.可用于故障恢复答案：A、B、D37.下列哪些属于工业机器人典型末端执行器？（）A.真空吸盘B.伺服焊枪C.谐波减速器D.电动夹爪答案：A、B、D38.在机器人运动学建模中，DH参数包括（）。A.连杆长度B.连杆扭角C.关节角D.关节偏距答案：A、B、C、D39.下列哪些技术可用于机器人关节电机驱动器过流保护？（）A.采样电阻+比较器B.DESAT保护C.软件积分限幅D.温度继电器答案：A、B、C40.下列哪些指标属于AGV导航性能评价参数？（）A.停车精度B.路径跟踪误差C.最大侧滑角D.定位丢失率答案：A、B、D三、填空题（每空1分，共20分）41.某六轴机器人第5关节DH参数θ5=90°、d5=120mm，则其变换矩阵中，绕Y轴旋转角度为________°，沿Z轴平移距离为________mm。答案：0；12042.在机器人打磨中，若砂带磨损量Δm与工作时间t呈线性关系，已知Δm=kt，k=2mg/min，则连续工作2h后砂带质量减少________mg。答案：24043.若激光雷达测距精度σ=±20mm，采用均值滤波采样100次，则标准差降低为________mm。答案：244.某伺服电机额定电流6A，驱动器设置电流环限幅8A，当电机瞬时电流达到9A并持续1ms，驱动器应触发________保护。答案：过流45.在机器人视觉中，若像素当量0.1mm/pixel，则图像中目标直径占200pixel，其实际直径为________mm。答案：2046.某协作机器人安全等级需达到PLd，对应平均危险失效时间MTTFd范围为________年至________年。答案：10；3047.若机器人TCP速度为1m/s，加速度为5m/s²，则达到最大速度所需时间为________s。答案：0.248.在ROS2中，查看节点图拓扑关系的命令为________。答案：rqt_graph49.某Delta机器人从动臂材料由铝合金改为碳纤维，弹性模量提高3倍，则在相同负载下，从动臂变形量变为原来的________倍。答案：1/350.若机器人打磨工作站节拍要求30s，其中机器人运动时间12s，砂带更换时间3s，则留给打磨工艺时间最多为________s。答案：1551.在CANopen协议中，心跳报文ID=0x700+节点ID，若节点ID为16，则心跳ID为十六进制________。答案：0x71052.某AGV采用二维码导航，二维码边长0.1m，相机焦距4mm，工作距离0.5m，则二维码在图像中边长约为________pixel（像素当量0.05mm/pixel）。答案：8053.若机器人关节最大减速比200，电机最高转速6000r/min，则关节端最高转速为________r/min。答案：3054.在机器人数字孪生系统中，若物理端采样周期10ms，云端模型更新周期50ms，则延迟上限为________ms。答案：5055.某机器人打磨工艺要求表面粗糙度Ra≤0.4μm，若砂带粒度号P800对应Ra≈0.5μm，P1200对应Ra≈0.3μm，则应选择粒度号________。答案：P120056.在EtherCAT帧中，若从站数据长度共8byte，工作计数器WCK占用________byte。答案：257.若机器人末端负载惯量增加50%，速度环增益不变，则系统阻尼比将________（增大/减小）。答案：减小58.在机器人焊接中，若焊丝干伸长增加，则焊接电流将________（增大/减小）。答案：减小59.某17位绝对编码器单圈分辨率为________脉冲。答案：13107260.在机器人运动学中，若相邻连杆变换矩阵为T，则n连杆机器人正运动学可表示为T_total=T1·T2·…·Tn，该运算满足________律。答案：结合四、简答题（共30分）61.（封闭型，6分）说明工业机器人减速器回程间隙对轨迹精度的影响，并给出一种在线补偿策略。答案：回程间隙导致换向时位置滞后，表现为过象限尖角误差。在线补偿策略：在控制器中建立间隙模型，记录换向时刻，提前叠加反向位置脉冲，并采用dither信号消除静摩擦，可将轮廓误差降低40%以上。62.（开放型，8分）协作机器人与操作者共享工作台时，如何设计符合ISO/TS15066的瞬态接触力监测方案？请给出传感器选型、安装方式、阈值设定及故障响应流程。答案：选用六维力传感器安装于机器人法兰与末端执行器之间，采样频率≥1kHz；结合关节电流观测力矩，采用卡尔曼滤波融合；阈值按胸部150N、手部140N设定；超限立即触发0类停机，断开驱动电源，激活抱闸，并通过安全PLC点亮红灯，记录日志。传感器需满足IP54，具备TÜV认证，阈值需每季度校准。63.（封闭型，6分）推导差分驱动AGV在world坐标系下的运动学模型，并给出角速度ω与轮速关系。答案：设轮距L，右轮v_r，左轮v_l，则线速度v=(v_r+v_l)/2，角速度ω=(v_rv_l)/L。world坐标系下：dx/dt=vcosθ，dy/dt=vsinθ，dθ/dt=ω。64.（开放型，10分）某工厂计划对50台传统工业机器人进行协作化改造，预算每台≤3万元。请给出经济可行的技术路线，包括力感知、安全控制、部署周期及ROI分析。答案：路线：外接六维力传感器（1.2万元）+安全控制器（0.8万元）+激光扫描仪（0.7万元）+软件包（0.3万元）。利用原伺服驱动器，仅增加安全I/O模块，通过ModbusTCP读取力值，安全PLC做力限+速度监视。部署周期每台2天，夜班完成。ROI：减少安全围栏节省0.8万元/台，省两名操作工年工资12万元，投资回收期=3×50/(12+0.8×50)=1.1年。五、应用题（共50分）65.（计算类，15分）某六轴机器人需完成手机中框打磨，已知：中框四条边长分别为150mm、75mm、150mm、75mm，倒角R2mm；表面粗糙度要求Ra≤0.2μm；砂带粒度P2000，线速度20m/s；机器人最大加速度5m/s²，最大速度0.5m/s；接触力恒定为15N，宽度方向重叠量2mm；砂带磨损系数k=0.8mg/(N·m)。求：（1）单件打磨时间（忽略换向停顿）；（2）单件砂带磨损量；（3）若日产量8000件，砂带初始质量20g，求每日砂带消耗条数。答案：（1）路径总长≈(150+75)×28×2+2×π×2≈442mm；加速段：v²=2as，s=0.5²/(2×5)=0.025m，t1=0.5/5=0.1s；匀速段：0.4422×0.025=0.392m，t2=0.392/0.5=0.784s；总时间t=2t1+t2=0.984s≈0.98s。（2）打磨面积A=0.442×0.002=0.000884m²，进给距离0.442m，磨损量Δm=k·F·s=0.8×15×0.442≈5.3mg。（3）日磨损总量=8000×5.3mg=42.4g；单条砂带可用20g，消耗条数=ceil(42.4/20)=3条。66.（分析类，15分）某汽车厂白车身激光焊机器人出现焊缝偏移±0.5mm，超过±0.2mm标准。经排查：机器人重复定位精度±0.05mm，夹具定位销间隙±0.1mm，激光视觉传感器分辨率±0.02mm，温度变化10℃导致热变形±0.15mm。请用鱼骨图法分析根本原因，并给出系统级改进方案。答案：鱼骨图：人—未做热机程序；机—机器人未做绝对精度标定；料—钣金来料尺寸超差；法—补偿模型未含温度项；环—车间无恒温。改进：①采用激光跟踪仪对机器人进行绝对精度标定，补偿后误