2025年机器人故障排除竞赛试题冲刺卷

2025年机器人故障排除竞赛试题冲刺卷考试时长：120分钟满分：100分试卷名称：2025年机器人故障排除竞赛试题冲刺卷考核对象：机器人工程、自动化、机电一体化等相关专业学生及从业者题型分值分布：-判断题（10题，每题2分）总分20分-单选题（10题，每题2分）总分20分-多选题（10题，每题2分）总分20分-案例分析（3题，每题6分）总分18分-论述题（2题，每题11分）总分22分总分：100分---一、判断题（每题2分，共20分）1.机器人控制系统中的传感器故障会导致运动精度下降，但不会引发紧急停机。2.PLC编程中，定时器（TON）和计数器（CTU）可以相互嵌套使用。3.机器人关节限位开关失效时，通常需要更换为更高压力的气源。4.机器人视觉系统标定时，光源不均匀会导致图像畸变，但不会影响深度识别。5.机器人手臂的机械臂断裂属于硬件故障，不属于电气故障。6.机器人编程中，IF-ELSE语句必须配对使用，否则会导致程序逻辑错误。7.机器人控制系统中的CAN总线通信失败，通常需要检查屏蔽线是否断裂。8.机器人焊接过程中，电流不稳定会导致焊缝质量下降，但不会引发设备报警。9.机器人电池电压过低时，可以通过增加外部电源来临时解决。10.机器人运动学逆解算法只能用于6轴机器人，不适用于并联机器人。二、单选题（每题2分，共20分）1.以下哪种传感器最常用于检测机器人末端工具的接触状态？A.温度传感器B.接近开关C.光纤传感器D.压力传感器2.机器人编程中，以下哪种指令用于控制机械臂以恒定速度运动？A.MOVLB.GOTOC.VELOD.ACCEL3.机器人控制系统中的“死区”现象通常由以下哪个部件引起？A.驱动器B.电机C.编码器D.控制器4.机器人视觉系统中，以下哪种算法用于识别物体边缘？A.K-Means聚类B.Canny边缘检测C.PCA主成分分析D.SVM支持向量机5.机器人关节扭矩异常增大的可能原因是？A.电机参数设置错误B.传动链条松弛C.传感器信号干扰D.以上都是6.机器人焊接过程中，焊枪摆动不均的原因可能是？A.电流控制模块故障B.焊枪机械结构松动C.控制程序参数错误D.以上都是7.机器人控制系统中的“超时中断”通常由以下哪个部件触发？A.CPUB.PLCC.I/O模块D.传感器8.机器人电池充放电循环次数过多会导致？A.电压下降B.内阻增大C.温度升高D.以上都是9.机器人运动学正解算法的核心任务是？A.计算末端位置B.优化路径规划C.校准关节角度D.以上都是10.机器人控制系统中的“总线冲突”通常由以下哪个原因导致？A.通信速率过高B.线缆接触不良C.设备地址重复D.以上都是三、多选题（每题2分，共20分）1.机器人编程中，以下哪些指令属于运动控制指令？A.MOVLB.WAITC.GOTOD.SET2.机器人视觉系统中，以下哪些因素会影响图像质量？A.光源强度B.相机分辨率C.物体距离D.镜头畸变3.机器人关节故障的常见表现包括？A.运动卡顿B.噪音增大C.电流异常D.位置偏差4.机器人焊接过程中，以下哪些参数需要调整？A.电流B.电压C.送丝速度D.焊枪角度5.机器人控制系统中的“死锁”通常由以下哪些原因导致？A.资源竞争B.优先级反转C.通信中断D.程序逻辑错误6.机器人电池维护中，以下哪些操作会影响电池寿命？A.过充B.过放C.高温环境D.充电频率过高7.机器人运动学逆解算法的难点包括？A.多解问题B.计算复杂度C.实时性要求D.精度误差8.机器人视觉系统中，以下哪些算法用于目标检测？A.YOLOB.R-CNNC.SIFTD.SURF9.机器人关节扭矩传感器故障会导致？A.运动异常B.电流波动C.控制精度下降D.设备报警10.机器人控制系统中的“通信协议”包括？A.TCP/IPB.ModbusC.EtherCATD.CAN四、案例分析（每题6分，共18分）案例1：机器人焊接缺陷排查某工业机器人进行汽车零部件焊接时，出现焊缝未熔合、气孔等缺陷。已知焊接参数（电流、电压、送丝速度）正常，机械臂运动轨迹无异常。请分析可能的原因并提出排查步骤。案例2：机器人视觉系统定位失败某工业机器人使用2D视觉系统进行零件抓取，但系统频繁报错“目标丢失”。已知相机标定已完成，光源稳定。请分析可能的原因并提出解决方案。案例3：机器人关节急停故障某协作机器人工作过程中，突然触发急停保护，但检查发现急停按钮未按下，传感器信号正常。请分析可能的原因并提出排查步骤。五、论述题（每题11分，共22分）1.试述机器人控制系统中的“故障诊断流程”，并举例说明如何应用该流程解决实际故障。2.结合实际案例，分析机器人视觉系统在工业自动化中的优势与局限性，并提出改进建议。---标准答案及解析一、判断题1.×（传感器故障可能导致紧急停机，如安全传感器失效）2.√（TON和CTU可嵌套实现复杂逻辑）3.×（限位开关故障需更换或修复，与气源无关）4.√（光源不均会导致图像失真，影响深度识别）5.√（机械臂断裂属于硬件故障）6.√（IF-ELSE必须配对，否则逻辑中断）7.√（CAN总线故障常因屏蔽线问题）8.×（电流不稳定会引发报警）9.√（外部电源可临时解决电压不足）10.×（逆解算法适用于多种机器人类型）二、单选题1.B（接近开关用于接触检测）2.A（MOVL用于恒定速度运动）3.A（驱动器控制死区）4.B（Canny边缘检测算法）5.D（以上均可能导致扭矩异常）6.D（以上均可能导致摆动不均）7.A（CPU触发超时中断）8.D（以上均影响电池寿命）9.A（正解算法计算末端位置）10.C（设备地址重复导致冲突）三、多选题1.A,C（MOVL,GOTO为运动控制指令）2.A,B,C,D（均影响图像质量）3.A,B,C,D（均属关节故障表现）4.A,B,C,D（均需调整）5.A,B,D（资源竞争、优先级反转、逻辑错误）6.A,B,C（过充、过放、高温）7.A,B,C,D（均属逆解难点）8.A,B（YOLO,R-CNN用于目标检测）9.A,B,C,D（均属扭矩传感器故障影响）10.A,B,C,D（均为通信协议）四、案例分析案例1解析可能原因：1.焊枪堵塞（未熔合）；2.保护气体流量不足（气孔）；3.送丝机构故障（送丝速度不稳定）。排查步骤：1.检查焊枪喷嘴是否堵塞；2.测量保护气体流量是否达标；3.检查送丝机构机械状态；4.重置焊接参数并重新测试。案例2解析可能原因：1.目标反光过强或过弱；2.相机曝光参数不匹配；3.工件表面纹理变化。解决方案：1.调整光源角度或强度；2.优化相机曝光参数；3.增加辅助定位特征。案例3解析可能原因：1.传感器线路虚接；2.控制器软件异常；3.机器人本体振动触发误判。排查步骤：1.检查急停线路连接；2.重启控制器软件；3.检查机器人振动情况。五、论述题1.故障诊断流程及案例故障诊断流程：1.现象分析：收集故障信息（报警代码、异常表现）；2.分步排查：从传感器→驱动器→控制器逐级检查；3.数据验证：使用示波器、万用表等工具测量关键参数；4.替