工业机器人应用编程职业技能等级理论知识考核题库及答案

工业机器人应用编程职业技能等级理论知识考核题库及答案一、单项选择题（每题1分，共30分。每题只有一个正确答案，请将正确选项字母填入括号内）1.工业机器人示教盒上“DEADMAN”开关的作用是（）。A.启动伺服电机 B.切断伺服电源 C.保持伺服使能 D.切换坐标系答案：C2.在ABB机器人RAPID程序中，用于声明可变量的是（）。A.CONST B.VAR C.PERS D.BOOL答案：B3.当六轴机器人处于奇异点时，首先出现的报警代码是（）。A.SRVO—023 B.MOTN—017 C.JOG—005 D.SYST—011答案：B4.采用Tool0坐标系进行直线运动时，机器人TCP速度方向始终与（）一致。A.世界坐标系X轴 B.工具坐标系Z轴 C.工件坐标系Y轴 D.基坐标系X轴答案：B5.在FANUC机器人中，将数字量输入信号DI[1]状态赋给布尔变量flag的正确语句是（）。A.flag=DI[1] B.flag=!(DI[1]) C.flag=(DI[1]=ON) D.flag=DI[1]ANDON答案：C6.若机器人末端负载惯量增大，PID控制器首先应（）。A.增大P B.减小I C.增大D D.减小P答案：C7.工业相机与机器人进行手眼标定，若采用“眼在手上”方式，标定板应固定于（）。A.机器人法兰 B.工作台 C.相机外壳 D.导轨滑块答案：B8.在KUKA机器人中，中断优先级最高的是（）。A.硬件急停 B.软件中断1 C.用户中断17 D.系统中断32答案：A9.机器人弧焊过程中，干伸长增加10%，焊接电流约（）。A.增加5% B.减小5% C.增加10% D.减小10%答案：B10.使用离线编程软件PQArt时，后置处理器生成目标文件的后缀名是（）。A..ls B..src C..jbi D..pgf答案：D11.在ROS中发布sensor_msgs/JointState消息时，velocity字段单位是（）。A.rad/s B.deg/s C.m/s D.r/min答案：A12.机器人TCP标定采用4点法时，第四点与前三点应（）。A.共面 B.共线 C.不共面 D.重合答案：C13.若机器人基座安装倾斜角为θ，重力补偿模型需引入（）。A.sinθ B.cosθ C.tanθ D.θ答案：B14.在YASKAWA机器人中，命令“MOVJVJ=50”中VJ的单位是（）。A.mm/s B.% C.deg/s D.s答案：B15.机器人与PLC采用Profinet通信，周期数据交换的最小帧间隔为（）。A.125μs B.250μs C.1ms D.4ms答案：B16.当机器人关节减速器润滑油温度超过85℃时，应优先检查（）。A.伺服驱动器 B.抱闸电压 C.减速器密封 D.散热风扇答案：D17.在RobotStudio中，将“SmartComponent”输出信号连接至机器人输入信号需使用（）。A.I/OConnector B.SignalViewer C.StationLogic D.PythonScript答案：A18.机器人打磨工艺中，若砂带线速度v=15m/s，接触轮直径D=200mm，则轮转速n约为（）。A.716r/min B.955r/min C.1432r/min D.1592r/min答案：C解析：n=60v/(πD)=60×15/(3.14×0.2)≈1432r/min19.在ISO10218—1中，协作机器人功率限制值P≤（）W。A.80 B.150 C.300 D.500答案：B20.机器人视觉定位若采用“模板匹配”算法，对光照变化最鲁棒的是（）。A.SAD B.NCC C.SSD D.Harris答案：B21.在G代码中，与机器人MOTN指令对应、表示直线插补的是（）。A.G00 B.G01 C.G02 D.G04答案：B22.机器人关节空间轨迹采用三次多项式插值，给定起始角θ0、终止角θf，时间T，则角加速度最大值出现在（）。A.0 B.T/2 C.T D.2T/3答案：B23.若机器人重复定位精度为±0.02mm，采用2σ统计，其标准差σ为（）。A.0.01mm B.0.02mm C.0.04mm D.0.005mm答案：A24.在STO（SafeTorqueOff）功能激活后，伺服电机处于（）。A.自由运行 B.能耗制动 C.再生制动 D.保持励磁答案：A25.机器人激光切割焦点位置误差Δz=+1mm，将导致切口宽度（）。A.变窄0.1mm B.变宽0.2mm C.不变 D.变窄0.3mm答案：B26.在MATLAB机器人工具箱中，计算雅可比矩阵的函数是（）。A.fkine B.jacob0 C.ikine D.ctraj答案：B27.机器人焊接工作站中，清枪站剪丝长度一般设定为（）。A.5mm B.10mm C.15mm D.20mm答案：B28.若机器人控制柜24V电源模块输出跌落至22V，最先引发的报警是（）。A.伺服过载 B.I/O异常 C.编码器电池 D.安全回路答案：B29.在ROS2中，节点间通信默认采用（）中间件。A.FastRTPS B.ZeroMQ C.MQTT D.OPCUA答案：A30.机器人喷涂静电高压通常为（）kV。A.10—30 B.40—60 C.70—90 D.100—120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，请将所有正确选项字母填入括号内，漏选、错选均不得分）31.下列哪些属于机器人常用现场总线（）。A.EtherCAT B.CANopen C.RS—232 D.DeviceNet E.Profibus答案：ABDE32.机器人TCP标定误差来源包括（）。A.关节零点漂移 B.探针球半径未补偿 C.标定点共面 D.减速器回差 E.手眼标定误差答案：ABD33.在RAPID程序中，可导致程序指针无法继续向下执行的指令有（）。A.WaitUntil B.Stop C.EXIT D.WaitTime E.RETURN答案：BC34.机器人协作模式的安全检测手段包括（）。A.力觉传感器 B.安全激光扫描仪 C.安全PLC D.安全编码器 E.安全继电器答案：ABCD35.下列哪些措施可降低机器人轨迹抖动（）。A.降低速度 B.增大加速度 C.使用S曲线加减速 D.提高采样频率 E.减小TCP负载答案：ACDE36.机器人视觉系统标定需获取的参数有（）。A.相机内参 B.相机外参 C.手眼关系 D.镜头畸变 E.光源色温答案：ABCD37.关于机器人关节伺服电机，下列说法正确的是（）。A.额定转速越高，转矩常数越小 B.永磁同步电机需编码器零位 C.减速器作用主要为增大惯量 D.抱闸断电制动 E.热敏电阻用于过热保护答案：ABDE38.机器人激光焊缝跟踪系统组成包括（）。A.激光器 B.工业相机 C.扫描振镜 D.图像处理单元 E.机器人控制器答案：ABDE39.在FANUC机器人中，宏指令可绑定的触发方式有（）。A.DI上升沿 B.UI[1] C.报警发生 D.定时器 E.手动按键答案：ABDE40.机器人能耗制动单元主要元件包括（）。A.IGBT B.制动电阻 C.续流二极管 D.电解电容 E.霍尔传感器答案：ABC三、填空题（每空1分，共20分）41.ABB机器人系统模块中，预定义用于数字量输出的数据类型是________。答案：bool42.若机器人减速比为i=100，电机编码器分辨率为17位，则关节单圈反馈脉冲数为________。答案：13107243.在KUKA机器人中，将变量pos1声明为可变量应写________。答案：DECLPOSpos144.机器人弧焊时，保护气流量单位常用________。答案：L/min45.当机器人处于世界坐标系下，绕X轴旋转30°的旋转矩阵第三列为________（填写三个数值，用逗号分隔）。答案：0,0.5,0.86646.机器人视觉OpenCV函数cv::solvePnP计算的是________位姿。答案：外参47.在ROS中，机器人模型文件采用________格式描述。答案：URDF48.机器人安全等级CAT3要求平均危险失效时间MTTFd≥________年。答案：10049.若机器人关节最大加速度为αmax，采用梯形速度规划，则最小运动时间tmin与行程θ关系为tmin=________（根号形式）。答案：sqrt(4θ/αmax)50.机器人喷涂膜厚与行走速度成________比。答案：反51.在FANUC机器人中，将DO[1]强制为ON的示教器快捷键为________。答案：FCTN→FORCE52.机器人激光焊常见离焦量定义为焦点至工件表面的________距离。答案：垂直53.当机器人控制柜采用IP54防护，第一位数字5表示防尘________。答案：有限侵入54.机器人末端执行器重力补偿常采用________控制策略。答案：前馈55.在RobotStudio中，将两个机械装置组合为一套系统需使用________功能。答案：MechanismLink56.机器人关节绝对式编码器采用________接口传输单圈数据。答案：BISS—C57.若机器人基坐标系原点向上平移100mm，则原示教点P坐标(x,y,z)变为________。答案：(x,y,z+100)58.机器人打磨接触力控制常采用________传感器。答案：六维力59.在ProfinetIRT帧中，数据循环周期最小为________μs。答案：25060.机器人控制柜散热风道设计应保证进风口与出风口温差小于________℃。答案：10四、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）61.机器人重复定位精度一定高于绝对定位精度。（）答案：√62.在ROS中，节点名称允许出现中文字符。（）答案：×63.机器人焊接时，干伸长越长，熔深越大。（）答案：×64.采用力控打磨时，增大比例增益一定会提高系统稳定性。（）答案：×65.机器人视觉手眼标定结果可保存为YAML文件供ROS调用。（）答案：√66.在ABB机器人中，模块属性NOVIEW可使模块在示教器隐藏。（）答案：√67.机器人控制柜EMC测试项目包括静电放电、射频辐射、电压跌落。（）答案：√68.机器人关节谐波减速器允许输入转速可超过10000r/min。（）答案：×69.机器人喷涂静电高压电源正负极均可接地。（）答案：×70.在KUKA机器人中，提交解释器与机器人解释器共享同一套变量。（）答案：×五、简答题（共30分）71.（封闭型，6分）说明机器人TCP标定4点法的数学原理，并给出最小二乘求解步骤。答案：1)原理：假设探针球心相对于机器人法兰位姿不变，机器人移动四个不同姿态，使探针接触固定参考点，得到四组法兰位姿T1…T4。设未知TCP相对于法兰为X，则Ti·X=Pi，Pi为同一参考点在世界坐标系坐标。2)构建方程：令X=[xyz1]T，将旋转矩阵R与平移向量p分离，得Ri·p+pi=P，整理得Ri·p=Ppi。3)堆叠四组方程得A·p=b，其中A=[R1;R2;R3;R4]，b=[Pp1;Pp2;Pp3;Pp4]。4)最小二乘解：p=(A^T·A)^1·A^T·b。5)求出p后，再计算球半径补偿，最终得到TCP位姿。72.（开放型，6分）列举并解释三种机器人协作安全检测技术，比较其优缺点。答案：1)安全激光扫描仪：通过TOF或相位差测量，实现2D平面入侵检测。优点：响应快、安装灵活；缺点：无法检测透明物体、价格较高。2)力觉传感器基力控：安装于关节或腕部，实时监测外力。优点：可直接感知碰撞力、适合力控任务；缺点：需动态建模、易受负载惯量干扰。3)安全编码器+驱动器监测：通过双通道编码器比较，检测异常扭矩。优点：硬件级安全、符合SIL3；缺点：仅检测关节级异常，无法区分外力与内部故障。73.（封闭型，6分）给出机器人S曲线加减速的加速度表达式，并说明其优点。答案：加速度a(t)=J·t 0≤t≤T1a(t)=J·T1 T1≤t≤T2a(t)=J·(TT1T2t) T2≤t≤T其中J为加加速度，T1=T3=J/a_max，T2=(v_maxa_max²/J)/a_max。优点：加速度连续，无突变，减小机械冲击与振动，提高轨迹精度与寿命。74.（开放型，6分）描述机器人视觉定位中“眼在手上”手眼标定的完整流程，并给出误差控制要点。答案：流程：1)固定标定板于工作台；2)机器人带动相机拍摄≥10个不同位姿图像；3)提取角点，计算相机内参；4)使用AX=XB方程求解手眼关系；5)重投影误差>0.3pixel则剔除异常位姿重新计算。误差控制：a)标定板平面与光轴夹角15°—45°；b)覆盖整个成像视野；c)使用亚像素角点提取；d)相机固定牢靠，避免拍摄震动；e)温度稳定，避免热漂移。75.（封闭型，6分）已知机器人关节1减速比i=160，电机额定转速3000r/min，求关节1最大角速度ω，并换算为°/s。答案：电机角速度=3000×2π/60=314.16rad/s关节角速度ω=314.16/160=1.963rad/s换算：1.963×180/π≈112.5°/s六、应用题（共40分）76.（计算类，10分）某六轴机器人需将20kg箱体从A点搬运至B点，水平位移1.2m，垂直提升0.8m，最大加速度2m/s²，减速度等于加速度，匀速段速度1m/s。忽略关节差异，按梯形速度规划计算最短搬运时间。答案：加速段：t1=v/a=1/2=0.5s，位移s1=0.5at1²=0.25m减速段同t3=0.5s，s3=0.25m匀速段位移s2=1.20.250.25=0.7m，t2=0.7/1=0.7s总时间T=0.5+0.7+0.5=1.7s垂直方向同理，加速段0.5s上升0.25m，剩余0.55m以1m/s匀速，需0.55s，减速0.5s。垂直总时间=0.5+0.55+0.5=1.55s取较长者，最短搬运时间=1.7s77.（分析类，10分）机器人弧焊工作站连续出现焊缝偏移±1mm，已知：1)重复定位精度±0.05mm；2)工装定位销磨损0.2mm；3)焊丝干伸长波动±3mm；4)视觉寻位误差±0.3mm；5)工件热变形导致端部偏移±0.6mm。用误差合成公式分析各误差贡献比例，并提出改进排序。答案：总误差δ=sqrt(0.05²+0.2²+0.3²+0.6²)=sqrt(0.0025+0.04+0.09+0.36)=sqrt(0.4925)≈0.702mm贡献比例：重复定位2%，工装8%，视觉21%，热变形52%，干伸长17%。改进排序：1)增加工装定位销更换周期