工业机器人系统集成培训试题及答案汇编(2025年)

工业机器人系统集成培训试题及答案汇编(2025年)一、单项选择题（每题1分，共20分）1.在工业机器人系统集成项目中，下列哪一项不属于机械系统接口设计阶段必须完成的内容？A.末端执行器法兰尺寸校核B.机器人底座刚性测试C.控制柜散热风道仿真D.工具TCP参数标定答案：C2.当使用EtherCAT总线扩展I/O模块时，为保证同步抖动小于1μs，下列措施最有效的是：A.增加交换机缓存B.采用分布式时钟（DC）模式C.降低电缆弯曲半径D.提高电源功率答案：B3.某六轴机器人腕部奇异点临近时，其雅可比矩阵的秩会：A.由6降为5B.保持6不变C.由5升为6D.降为0答案：A4.在PLCopenPart4规范中，关于机器人功能块MC_MoveLinearAbsolute，下列描述正确的是：A.仅适用于SCARA机器人B.速度单位为百分比C.目标位置以世界坐标系表示D.不支持Blend过渡答案：C5.若安全围栏高度为1.4m，机器人最大可达半径为1.8m，依据ISO13857:2019，防止上肢触及危险区的最小安全距离为：A.0.5mB.0.8mC.1.0mD.1.2m答案：B6.当机器人与外部轴协同进行直线插补时，若外部轴速度超限，系统应优先触发的功能是：A.重规划轨迹B.减速比自适应C.安全限速（SLS）D.力矩前馈补偿答案：C7.在RobotStudio中，若要将虚拟控制器的信号与PLC仿真关联，需使用的插件是：A.MachineTendingB.PCSDKC.RobotStudioConnectD.ABBPLCConnect答案：D8.采用激光位移传感器进行焊缝跟踪时，若采样频率为2kHz，机器人速度为30mm/s，则相邻采样点的空间间隔约为：A.0.015mmB.0.030mmC.0.015cmD.0.030cm答案：A9.在KUKA.PRC中，若使用“CustomKRL”组件写入PTP运动指令，默认加速度单位是：A.mm/s2B.%C.msD.rad/s2答案：B10.当使用ModbusTCP通信时，功能码0x10表示的操作是：A.读保持寄存器B.写单个线圈C.写多个寄存器D.读输入寄存器答案：C11.在FANUCROBOGUIDE中，若要将三维CAD模型转换为可识别的“Obstacle”对象，需保存为：A..jpjB..igsC..vbbD..rob答案：C12.若机器人末端负载惯量增大，而未重新调整伺服参数，最可能导致的故障是：A.编码器电池报警B.伺服过载报警C.安全门打开报警D.风扇故障答案：B13.在YRC1000控制器中，用于读取通用I/O状态的变量名前缀为：A.DINB.SINC.ID.W答案：C14.当使用视觉系统做定位补偿时，若标定板与工件不在同一平面，需采用的标定方法是：A.九点标定B.手眼分离标定C.平面平面映射D.三维手眼标定答案：D15.在URCaps开发中，若要在程序树节点中保存浮点数组，需实现的接口是：A.DataModelB.ProgramNodeC.URCapAPID.XMLRPC答案：A16.依据GB11291.22013，若机器人系统使用安全光幕，其响应时间应不大于：A.20msB.30msC.40msD.50ms答案：B17.在StaubliCS9控制器中，若要在线修改机器人程序，需将控制器模式置于：A.手动T1B.自动C.手动T2D.外部自动答案：A18.当采用力控打磨时，若接触力突然下降，最可能的原因是：A.打磨片磨损B.力传感器零点漂移C.机器人奇异D.供电电压升高答案：B19.在ROS2中，用于实时发布关节轨迹的接口包是：A.trajectory_msgsB.control_msgsC.rclcppD.realtime_tools答案：B20.若机器人系统采用双通道安全架构，依据IEC62061，当单个通道发生危险失效时，系统应进入：A.暂停状态B.安全停止2C.安全停止1D.安全停止0答案：D二、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）21.下列哪些属于工业机器人系统集成方案设计阶段必须输出的文档？A.系统功能说明书B.风险评估报告C.机器人本体出厂合格证D.电气原理图E.现场布置图答案：ABDE22.在采用DeviceNet总线时，导致“Busoff”状态的可能原因包括：A.终端电阻缺失B.波特率不一致C.电源24V跌落D.接地环路E.电缆屏蔽层双端接地答案：ABCD23.关于机器人工具坐标系标定，下列说法正确的有：A.四点法可确定TCP位置B.六点法可确定TCP姿态C.标定精度与操作员手法无关D.需使用尖锐固定参考针E.需记录机器人法兰坐标答案：ABDE24.在PLC与机器人进行Socket通信时，PLC端需要设置的参数有：A.机器人IP地址B.机器人端口号C.机器人品牌D.通信协议类型E.机器人序列号答案：ABD25.当机器人系统执行SafeMovePro区域监控时，下列哪些情况会触发安全停止？A.TCP超出三维空间框B.工具姿态超出限定C.机器人底座温度高于60℃D.速度超过设定阈值E.外部急停按钮被按下答案：ABDE26.在视觉引导抓取应用中，影响定位精度的因素有：A.相机像素当量B.镜头畸变C.光照方向D.机器人重复定位精度E.传送带编码器分辨率答案：ABCDE27.下列哪些属于工业机器人常用现场总线？A.PROFINETIRTB.EtherNet/IPC.CANopenD.RS232E.POWERLINK答案：ABCE28.当机器人与压机协同作业时，必须配置的安全功能有：A.安全门锁B.双手按钮C.安全限速（SLS）D.安全位置（SP）E.安全力矩（STO）答案：ABCD29.在RobotStudio的Smart组件中，可用于逻辑判断的组件有：A.LogicGateB.CounterC.ConveyorD.SensorE.Pulse答案：ABE30.关于机器人系统EMC设计，下列措施正确的有：A.动力线与信号线分开布线B.屏蔽层单端接地C.使用铁氧体磁环D.安全回路采用双绞线E.控制柜门缝隙加导电泡棉答案：ACDE三、填空题（每空1分，共20分）31.在KUKA系统中，通过变量“__VEL_AXIS[]”可读取各轴的________速度。答案：实际32.若机器人末端负载质量为5kg，重心距离法兰面100mm，则对法兰坐标系Y轴的静态力矩为________N·m。（重力加速度取9.8m/s2）答案：4.933.在FANUC机器人中，将用户坐标系编号设置为5的指令为：UFRAME_NUM=________。答案：534.依据ISO9283，机器人位姿重复精度测试需在额定负载的________%条件下进行。答案：10035.当使用增量式编码器时，若电机每转脉冲数为2048，减速比为100:1，则关节每转一圈对应________个脉冲。答案：20480036.在YaskawaDX200中，若变量B003为ON，则对应的是________号通用输出。答案：337.若安全PLC采用双通道输入，单个通道的MTTFd为150年，则双通道的MTTFd约为________年。（忽略共因失效）答案：7538.在URScript中，将数字输出2置为高的函数为：set_digital_out(2,________)。答案：True39.当机器人进行圆弧插补时，若三点共线，系统会报警________。答案：“圆弧角度为零”或“路径退化”40.在StaubliVAL3中，等待输入信号di1为TRUE的指令为：waitEnd(________)。答案：di141.若视觉系统像素当量为0.05mm/pixel，则理论上单像素抖动导致的定位误差为________mm。答案：0.0542.在TIAPortal中，若要将机器人GSD文件导入，需进入“________”菜单。答案：设备与网络43.当机器人底座安装面倾斜角度超过________°时，需重新进行Base坐标系标定。答案：144.在ABB系统中，若要将程序指针移至主程序第一条指令，使用的按键组合为：________+________。答案：PP移至Main45.若六轴机器人在J4=90°、J5=0°、J6=0°时发生腕部奇异，此时J4轴的角速度会趋向________。答案：无穷大或极限46.在ROS中，发布频率为100Hz的topic，若队列长度设为1，则缓存时间为________ms。答案：1047.当使用激光焊缝跟踪时，若焊缝间隙小于0.1mm，建议选用激光线宽不超过________mm的传感器。答案：0.348.在KUKA.WorkVisual中，若总线耦合器显示红灯，表示________错误。答案：配置或通信49.若机器人控制柜防护等级为IP54，则第二位数字“4”表示防水溅的________角度为任意。答案：喷射50.在GB/T126422013中，机器人位姿准确度包含位置准确度和________准确度两部分。答案：姿态四、判断题（每题1分，共10分，正确打“√”，错误打“×”）51.机器人工具坐标系的原点必须位于工具几何中心。答案：×52.在EtherCAT总线中，从站越多，总线周期一定越长。答案：×53.当机器人处于T2模式时，安全围栏门打开仍可全速运行。答案：×54.若视觉系统采用EyeinHand布局，则相机坐标系随机器人运动而实时变化。答案：√55.在PLCopen中，功能块MC_Halt可用于中断任何正在执行的运动指令。答案：√56.机器人重复定位精度越高，其轨迹准确度一定越高。答案：×57.当安全光幕被遮挡时，机器人必须进入安全停止1状态。答案：×58.在URScript中，函数get_actual_joint_positions()返回的是弧度值。答案：√59.若机器人底座采用减震垫，则Base坐标系Z轴方向仍垂直向上。答案：√60.在Yaskawa系统中，可以通过示教器直接修改伺服驱动器增益参数。答案：√五、简答题（每题5分，共30分）61.简述工业机器人系统集成项目中“机械接口”设计的主要内容。答案：1)机器人底座与地基连接尺寸、螺栓规格及预紧力校核；2)末端执行器法兰与工具连接尺寸、定位销及公差配合；3)外部轴（变位机、地轨）与机器人相对位置、联轴器选型；4)电缆、气管、液管走线布局及防护，避免干涉；5)安全围栏、门窗、光幕支架的机械安装接口；6)视觉传感器、激光传感器支架的可调结构与刚性设计；7)热变形补偿结构，如耐高温垫片或滑动导轨；8)快速更换工具（QC）的机械锁紧与信号对接口；9)防爆、防尘、防水密封等级匹配；10)运输、吊装、维护所需的吊环、叉车位及操作空间。62.说明机器人控制柜EMC布线三大原则，并给出每条原则的典型实施方法。答案：1)分区布线：动力线、信号线、安全线分槽走线，动力线采用金属屏蔽桥架，信号线采用独立屏蔽层；2)单端接地：屏蔽层在控制柜入口PE排单点接地，避免环流，使用EMC电缆夹；3)滤波与隔离：动力线入口安装EMC滤波器，编码器信号采用差分屏蔽双绞线，安全回路采用光耦隔离。63.列举并解释机器人系统风险评价中的“三要素”。答案：1)危险源：机器人意外运动、高温夹具、尖锐工具；2)暴露度：操作员进入围栏的频率与持续时间；3)避免可能性：急停按钮可达性、光幕响应速度、安全门互锁可靠性。通过风险图（ISO12100）确定所需PL等级，选择对应安全部件。64.简述视觉引导机器人抓取传送带上流动工件的完整流程。答案：1)传送带编码器实时反馈脉冲至PLC；2)PLC通过EtherNet/IP将脉冲值发送给机器人；3)相机在触发光电开关时拍照，获取工件像素坐标；4)视觉软件进行Blob分析，计算工件中心与角度；5)通过手眼标定矩阵将像素坐标转换为机器人Base坐标；6)机器人接收坐标与编码器速度，进行传送带跟踪（CoordinatedMotion）；7)机器人提前计算追赶轨迹，在跟踪窗口内完成抓取；8)抓取完成后，机器人发送完成信号，视觉系统准备下一周期。65.解释“安全停止0（SS0）”与“安全停止1（SS1）”的区别，并给出各自适用场景。答案：SS0：立即断开伺服电源，机器人自由停止，制动时间取决于机械摩擦，适用于紧急断电或爆炸环境；SS1：受控减速后断开电源，停止时间可预测，适用于光幕被遮挡或安全门打开，需快速但非破坏性停机。66.说明在RobotStudio中实现“轨迹离线编程→真机偏差补偿”的闭环流程。答案：1)导入CAD与夹具模型，创建路径；2)使用“AutoPath”生成轨迹，设置工艺参数；3)通过“VirtualFlexPendant”下载程序到真机；4)真机运行三点标定，记录实际与理论偏差；5)将偏差数据（dx,dy,dz,rx,ry,rz）以XML回传RobotStudio；6)使用“Calibration”插件修正Base或Tool坐标；7)重新下载修正后程序，真机复测，直至误差<0.2mm。六、应用题（共60分）67.计算题（10分）某六轴机器人需将20kg箱体从A点搬运至B点，水平移动距离1.2m，垂直提升0.4m，最大加速度限制为2m/s2，减速度相同，速度上限1m/s，采用梯形速度规划。求最短搬运时间（不含末端动作）。答案：加速段：t1=v/a=1/2=0.5s，s1=0.5at1^2=0.25m减速段同t1，s3=0.25m匀速段：s2=1.2–0.25–0.25=0.7m，t2=0.7/1=0.7s垂直方向同理，因0.4m<20.25m，无法达到1m/s，改为三角规划：最大速度v=sqrt(2as)=sqrt(220.4)=1.26m/s>1m/s，故仍按梯形加速段上升0.25m，剩余0.15m继续加速，但速度已达上限，故实际垂直匀速0.15m，时间0.15s总时间：max(水平0.5+0.7+0.5，垂直0.5+0.15+0.5)=1.7s最短搬运时间：1.7s68.分析题（10分）某焊接工作站使用EtherCAT总线，周期4ms。现增加一台激光跟踪传感器，需占用1.2Mbps带宽。已知原总线负载率35%，总线速率为100Mbps。问：1)新增传感器后负载率是否超限？2)若超限，给出两种不降周期的解决方案。答案：1)原数据量：35Mbps，新增1.2Mbps，总36.2Mbps，负载率36.2%<70%，未超限；2)若未来继续扩展，可采用：a)增加EtherCAT网段，使用第二网口并行运行；b)采用分布式时钟缩减帧长度，优化PDO映射，减少无效字节。69.综合题（20分）某装配线需机器人完成“取螺钉→视觉定位孔→锁付”循环，节拍≤8s。已知：机器人最大速度2m/s，重复定位精度±0.02mm；视觉单次拍照耗时150ms，图像处理120ms；锁付电批转速800rpm，螺钉长度6mm，需旋入5mm；取钉位与工件距离0.9m，加减速时间各0.3s；视觉安装在机器人末端，采用EyeinHand；要求锁付垂直度偏差<0.5°。任务：1)绘制系统架构图（文字描述即可）；2)计算理论最小节拍并判断是否满足；3)给出保证垂直度的机械与软件措施各两项。答案：1)架构：机器人控制器←EtherNet/IP→PLC←ModbusTCP→视觉控制器；电批通过I/O与机器人连接；安全PLC监控光幕与围栏；HMI通过OPCUA与主PLC通信。2)运动时间：0.9m段，梯形规划，v=2m/s，a=2/0.3=6.67m/s2，s_acc=0.5at^2=0.3m，s_dec=0.3m，s_const=0.3m，t_const=0.15s，总时间0.3+0.15+0.3=0.75s；视觉拍照与处理可与机器人移动并行，锁付时间：5mm/(800rpm/60)=0.375s；总节拍：取钉0.75+移动至拍照位0.4+锁付0.375+余量0.1≈1.625s<8s，满足。3)垂直度措施：机械：a)末端增加柔性顺从机构（RCC）；b)电批导向套筒长度≥15mm；软件：a)采用力矩角度监测，实时修正机器人姿态；b)视觉二次检测孔边缘，计算法向量，机器人沿法向逼近。70.设计题（20分）设计一个双机器人协