工业机器人系统操作模拟考试题含答案

工业机器人系统操作模拟考试题含答案一、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.启动伺服使能B.紧急停止C.三位置安全开关，松手即断开伺服D.切换坐标系答案：C2.在ABBIRC5控制器中，数字量输入信号di1已被交叉连接至组输出go1，若此时PLC强行向di1写入1，系统会（）。A.正常接收并刷新go1B.提示“信号被占用”拒绝写入C.自动解除交叉连接D.强制写入并报警“交叉连接冲突”答案：B3.发那科机器人中，用来定义用户坐标系的指令是（）。A.UFRAMEB.UTOOLC.PAYLOADD.JPOS答案：A4.某六轴机器人腕部奇异点发生在（）。A.J4=0°且J6=0°B.J5≈0°C.J1=90°D.J2=J3答案：B5.在KUKA.WorkVisual里，将KRC4的IP由改为后，必须（）才能生效。A.热启动B.冷启动C.仅重启WorkVisualD.重新示教程序答案：B6.使用ModbusTCP时，功能码0x10对应的主站操作是（）。A.读保持寄存器B.写单个寄存器C.写多个寄存器D.读线圈答案：C7.安川DX200控制柜更换电池时，伺服电源应处于（）。A.ON状态B.OFF状态C.急停状态D.维护模式答案：B8.机器人工具坐标系校准常用的“四点法”中，第四点的作用是（）。A.确定TCP位置B.确定TCP方向C.验证用户坐标D.计算负载质量答案：B9.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/Twist答案：A10.若机器人程序中连续两段MoveL指令使用z10转弯半径，则实际路径（）。A.完全经过两目标点B.在距离目标点10mm处开始转弯C.在目标点处暂停10msD.忽略第二目标点答案：B11.工业相机与机器人做手眼标定，相机固定于机器人上方属于（）。A.EyeinHandB.EyetoHandC.EyeonWristD.HandtoEye答案：B12.对机器人进行RiskAssessment时，ISO12100中首要步骤是（）。A.风险估计B.危险识别C.风险评价D.风险减小答案：B13.在FANUCKarel中，文件扩展名为（）。A..tpB..klC..peD..ls答案：B14.机器人电弧焊起弧失败报警“ARC0001”，最不可能的原因是（）。A.焊丝伸出过长B.保护气流量低C.工件接地不良D.焊机水循环正常答案：D15.使用KUKA.SafeOperation时，安全控制柜必须插入（）芯片才能激活功能。A.EtherCATB.RDCC.SIBD.CSP答案：C16.在ABBRobotStudio中，将虚拟控制器时钟与PC同步的菜单路径是（）。A.Controller→Clock→SyncB.Simulation→SynchronizeTimeC.Controller→Edit→TimeD.File→Options→General答案：A17.机器人末端执行器最大静摩擦力矩为50N·m，若夹持半径0.1m，则最大夹持力为（）。A.500NB.50NC.5ND.0.5kN答案：A18.发那科机器人中，程序名长度不得超过（）字符。A.8B.16C.24D.32答案：A19.在YRC1000中，若变量R[1]=3.1415，将其转换为度并保留两位小数，应使用（）。A.R[1]180/3.1416B.DEG(R[1])C.R[1]57.2958D.ANGLE(R[1])答案：B20.机器人防护围栏安全高度最低不得低于（）mm（ISO102182）。A.1200B.1400C.1600D.1800答案：B21.使用EtherNet/IP时，EDS文件的作用是（）。A.保存机器人程序B.描述设备通信接口C.记录I/O映射D.定义扫描周期答案：B22.在StaubliCS9中，恢复出厂设置的命令是（）。A.RESETALLB.DEFAULTC.RESTORED.FACTORY答案：C23.机器人打磨工艺中，若砂带线速度30m/min，砂带轮直径0.2m，则轮转速约为（）rpm。A.48B.96C.159D.318答案：C24.在G代码中，与机器人MoveC等效的指令是（）。A.G00B.G01C.G02/G03D.G04答案：C25.机器人系统做EMC测试时，辐射发射限值遵循的标准是（）。A.IEC602041B.IEC6100062C.CISPR11D.ISO138491答案：C26.在ABBRAPID中，要使机器人暂停并等待di1=1，正确语句是（）。A.WaitDIdi1,1B.WaitUntildi1=1C.WaitTime1D.WaitSignaldi1答案：A27.机器人关节J3减速机润滑脂首次更换时间一般运行（）小时后。A.5000B.10000C.20000D.40000答案：B28.使用KUKA.OfficeLite时，最大可同时运行（）个虚拟机器人。A.1B.2C.4D.8答案：C29.在FANUC机器人中，UO[18]信号含义为（）。A.程序运行B.伺服就绪C.报警D.电池低答案：A30.机器人视觉定位若采用“2D+高度”方案，高度信息通常由（）传感器提供。A.激光位移B.光电开关C.接近开关D.编码器答案：A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.下列属于机器人安全联锁信号的有（）。A.ES1B.AS1C.SDID.SLS答案：ABCD32.在ABB系统中，以下关于PERS变量的描述正确的有（）。A.程序停止后值保持B.可跨模块调用C.断电后丢失D.可被其他任务读写答案：ABD33.关于机器人动力学参数辨识，需要测量的量有（）。A.关节位置B.关节速度C.关节力矩D.末端负载质量答案：ABCD34.使用KUKA.SafeRangeMonitoring时可设置的安全参数有（）。A.空间限速B.空间限位C.轴速监控D.工具方向监控答案：ABC35.机器人激光切割出现挂渣，可能原因有（）。A.焦点位置偏高B.辅助气压过低C.切割速度过快D.喷嘴直径过大答案：ABC36.下列属于ISO102181规定的机器人固有安全功能的有（）。A.急停B.安全速度监控C.安全位置监控D.安全力监控答案：ABC37.在FANUC机器人中，可同时打开并编辑的文件类型有（）。A..tpB..lsC..dfD..pe答案：ABD38.机器人打磨恒力控制常见传感器有（）。A.六维力传感器B.应变片式力传感器C.激光位移传感器D.电流估算力矩答案：ABD39.使用EtherCAT时，以下描述正确的有（）。A.主站发送周期帧B.从站可热插拔C.支持分布式时钟D.使用标准以太网物理层答案：ACD40.在YaskawaMotoPlus环境中，可实现的开发内容有（）。A.自定义算法B.直接访问伺服环C.创建新指令D.修改系统内核答案：ABC三、填空题（每空1分，共30分）41.在ABBRAPID中，将robtarget数据p1的z方向偏移10mm，应写________。答案：p1.trans.z:=p1.trans.z+1042.发那科机器人中，将当前位置以关节形式存入PR[1]的指令是________。答案：JPR[1]=JPOS43.KUKA机器人系统变量$VEL_AXIS[3]表示________轴的________速度。答案：3关节44.若机器人TCP最大加速度为5000mm/s²，从静止加速到1000mm/s所需最短时间为________ms。答案：20045.在YRC1000中，模拟量输出AO[1]的范围默认是________V。答案：0~1046.机器人防护围栏门联锁安全等级应至少达到PL________（ISO138491）。答案：d47.使用StaubliVAL3将字符串s转换为数值，应调用函数________。答案：toNum(s)48.在ROS2中，启动节点命令为________。答案：ros2run包名可执行名49.若六维力传感器坐标系与工具坐标系相差45°绕z轴旋转，旋转矩阵第三列为________（填写“001”或“100”等）。答案：00150.机器人电弧焊中，干伸长度指导电嘴到________之间的距离。答案：工件表面51.在ABB系统中，任务TASK1的属性“TrustLevel”设为________时，任务掉线会立即停机。答案：NoSafety52.使用KUKA.OfficeLite时，虚拟机器人IP固定为________。答案：53.若机器人重复定位精度±0.02mm，其标准差σ约为________mm。答案：0.0254.在FANUCKarel中，打开文件调用内置例程为________。答案：OPEN_FILE55.机器人视觉模板匹配若采用NCC算法，其全称是________。答案：NormalizedCrossCorrelation56.在G代码中，刀具半径补偿取消指令为________。答案：G4057.机器人伺服驱动器LED显示“AL.21”表示________报警。答案：编码器电池低58.使用ModbusTCP，寄存器地址40001对应功能码________。答案：0359.在ABBRobotStudio中，将曲线转化为路径的插件叫________。答案：PathFinder60.若机器人腕部负载惯量超过手册值，应首先________。答案：重新做负载辨识并设置参数四、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）61.机器人工具坐标系方向必须与法兰坐标系方向一致。（）答案：×62.在FANUC机器人中，UO信号可由用户自定义映射到PLC。（）答案：√63.KUKA机器人程序名可使用中文。（）答案：×64.机器人安全围栏门打开后，只能通过示教盒复位重新启动。（）答案：√65.使用EtherNet/IP时，扫描周期越短越好，无需考虑网络负载。（）答案：×66.在ABB系统中，可同时在不同任务内定义同名全局变量。（）答案：×67.机器人激光切割焦点位置向上偏移2mm会使切缝变宽。（）答案：√68.六维力传感器安装时，电缆弯曲半径必须大于厂家规定值。（）答案：√69.机器人打磨时，提高砂带速度可完全消除表面烧伤。（）答案：×70.在YRC1000中，变量BP[1]表示基础坐标系1。（）答案：√五、简答题（每题5分，共30分）71.简述机器人在出现“奇异点”时的典型现象，并给出两种常用规避方法。答案：现象：腕部轴（J5）接近0°时，J4与J6高速旋转，路径偏离，甚至报警停机。规避：1.在示教时避开J5≈0°区域，改用MoveJ或添加中间点；2.使用奇异点规避算法（如KUKA的SingularityOverride或ABB的ConfL\Off）。72.说明机器人工具坐标系“六点法”校准步骤。答案：1.选择菜单进入校准界面；2.以工具尖端对准固定参考点，记录第1点；3.绕工具X轴旋转±30°以上，记录第2点；4.绕工具Y轴旋转±30°以上，记录第3点；5.绕工具Z轴旋转±30°以上，记录第4点；6.系统计算TCP坐标并保存。73.列举三种机器人与PLC常用通信方式，并给出各自最大典型速率。答案：1.EtherNet/IP，100Mb/s；2.ProfinetRT，100Mb/s；3.EtherCAT，1000Mb/s（千兆网）。74.说明在打磨应用中“恒力控制”与“位置控制”的核心区别。答案：恒力控制以力传感器反馈为闭环，通过调整机器人位置保持法向力恒定；位置控制为纯位置闭环，力大小由路径与工件刚度决定，无法主动调节。75.简述ISO102181与ISO102182的适用范围差异。答案：ISO102181适用于机器人本体及集成设备的安全要求；ISO102182适用于机器人系统与最终集成的工业应用安全要求，强调集成商责任。76.说明机器人电池更换不当可能导致的故障及预防措施。答案：可能导致编码器位置丢失、零位漂移、碰撞事故。预防：1.断电5分钟内完成；2.使用带电更换功能（如KUKA的“ExchangeBattery”模式）；3.提前备份零位数据。六、计算题（每题10分，共30分）77.某六轴机器人需将5kg矩形零件从A点搬运到B点，水平位移1m，垂直提升0.3m，运动时间1.2s，采用梯形速度规划，匀速段速度0.8m/s，重力加速度取9.81m/s²，忽略摩擦与加速段重力分量，求：（1）电机需提供的平均功率；（2）若减速机效率0.9，电机输出功率。解：总行程s=1.000m，垂直h=0.3m梯形规划：加速时间t1=(v0)/a，因总时间1.2s，设加速=减速，则s=0.5vt1+v(1.22t1)+0.5vt1=v(1.2t1)=1.0得t1=0.2s，a=v/t1=0.8/0.2=4m/s²加速段垂直升高Δh=0.5asinθt1²，θ=arctan(0.3/1)=16.7°，sinθ≈0.287Δh≈0.540.2870.04≈0.023m势能增量Ep=mgh=59.810.3≈14.7J动能增量Ek=0.5mv²=0.550.8²=1.6J总机械能E=Ep+Ek≈16.3J平均功率P=E/t=16.3/1.2≈13.6W电机输出功率Pout=P/η=13.6/0.9≈15.1W答案：（1）13.6W；（2）15.1W78.机器人腕部安装砂轮，直径D=150mm，额定线速度vc=30m/s，电机最大转速nmax=3000rpm，减速比i=5，求：（1）砂轮需达到的转速；（2）电机是否超速；（3）若电机只能到2500rpm，求最大线速度。解：（1）n=vc/(πD)=30/(π0.15)≈63.66rps=3820rpm（2）电机需输出n_motor=3820/5=764rpm<3000rpm，未超速（3）n_wheel=25005=12500rpm，vc=π0.1512500/60≈98.2m/s答案：（1）3820rpm；（2）未超速；（3）98.2m/s79.某机器人关节采用永磁同步电机，额定转矩Tn=10N·m，连续电流In=5A，转矩常数Kt=2N·m/A，绕组电阻R=0.8Ω，驱动器母线电压48V，PWM最大占空比0.9，求：（1）额定转速下反电动势Ke；（2）电机额定功率；（3）绕组铜耗。解：（1）Kt≈Ke，故Ke=2V·s/rad（2）Pn=Tnω，设额定转速3000rpm，ω=2π3000/60=314rad/sPn=10314=3140W≈3.14kW（3）Pc=3In²R=3250.8=60W（三相）答案：（1）2V·s/rad；（2）3.14kW；（3）60W七、综合应用题（每题20分，共40分）80.项目背景：汽车白车身激光焊，机器人需沿车门焊缝行走，焊缝为空间曲线，总长2.1m，允许最大轮廓偏差±0.2mm，速度要求v=18m/min，激光头质量15kg，重心距法兰100mm，需配置六维力传感器做焊缝跟踪。任务：（1）选择机器人型号并说明理由；（2）设计通信架构（机器人、激光器、PLC、传感器）；（3）列出关键工艺参数；（4）给出安全方案（含PL等级、响应时间）；（5）编写ABBRAPID伪代码实现力位混合控制。答案：（1）选ABBIRB6700200/2.60，负载200kg，重复精度0.05mm，满足精度与负重。（2）通信：机器人—PLC：EtherNet/IP；机器人—激光器：DeviceNet（控制信号）+EtherCAT（实时功率）；力传感器—机器人：EtherCAT；PLC—上位机：OPCUA。（3）工艺参数：激光功率4kW，焊接速度18m/min，离焦量+1mm，保护气Ar20L/min，侧吹角度30°，力传感器阈值±10N。（4）安全：围栏+光栅+安全PLC（PNOZmB0），PL=e，响应时间<100ms，安全门联锁双通道，激光器钥匙开关。（5）伪代码：MODULEWeldSeam()VARnumforceZ;VARnumdeltaZ;VARrobtargetpAct;MoveJpHome,v1000,z50,tLaser\WObj:=wobjCar;SetDOdoLaserOn,1;FORiFROM1TOnDOpAct:=GetRobT();forceZ:=ReadForceSensor(Z);deltaZ:=forceZ0.01;pAct.trans.z:=pAct.trans.z+deltaZ;MoveLpAct,