2025年工业机器人编程与调试仿真测试试卷及答案

2025年工业机器人编程与调试仿真测试试卷及答案1.单项选择题（每题1分，共20分）1.1在KUKAKRC4系统中，用于描述工具坐标系方向的数据类型是A.E6POS B.FRAME C.TOOL D.BASE答案：C1.2ABBIRC5控制器默认的RAPID任务名为A.T_ROB1 B.MainTask C.ROB_1 D.T1答案：A1.3FANUCLRMate200iD在T1模式下最大限速为A.250mm/s B.125mm/s C.500mm/s D.1000mm/s答案：A1.4在RobotStudio中，将“Mechanism”设为“ExternallyGuidedMotion”后，机器人进入A.独立轴模式 B.传送带跟踪模式 C.力控模式 D.软伺服模式答案：B1.5下列哪种总线既支持实时以太网又集成在YRC1000标准板卡中A.CCLink B.EtherCAT C.MECHATROLINKIII D.YaskawaSLIO答案：B1.6在KRL中，系统变量$VEL_AXIS[]的单位是A.mm/s B.°/s C.% D.ms答案：C1.7若六轴机器人第三关节发生“跟随误差超限”报警，最优先检查A.伺服放大器风扇 B.电机抱闸 C.编码器电池 D.减速机温升答案：B1.8在ROS2中，用于实时发布JointState消息的标准QoS策略为A.SensorDataQoS B.DefaultQoS C.SystemDefaultsQoS D.ParametersQoS答案：A1.9采用三点法标定工具坐标系时，第三点的姿态应A.与第一点相同 B.绕Z轴旋转±30°以上 C.绕X轴旋转90° D.任意姿态答案：B1.10在西门子TIAPortal中，若要将S71500与KUKA.PLCmxAOPC通信，需加载的GSD文件前缀为A.GSDML B.GSD C.EDS D.XML答案：A1.11下列哪条RAPID指令可实现中断触发后自动回到中断点继续执行A.CONNECT B.IError C.TRAP D.RETURN答案：C1.12在KRL中，下列数据类型占用内存最大的是A.REAL B.INT C.E6AXIS D.BOOL答案：C1.13当使用FANUC视觉线跟踪时，编码器分辨率若设为2000P/R，传送带速度1m/s，则每脉冲对应位移A.0.5mm B.1mm C.0.785mm D.1.57mm答案：C1.14在YaskawaMotoplus中，函数group_SetOverride()的作用是A.设定用户坐标 B.修改程序倍率 C.切换工具坐标 D.清除报警答案：B1.15下列哪种碰撞检测算法基于球体包络模型A.KUKA.SafeOperation B.ABBWorldZone C.FANUCDCS D.YaskawaFunctionalSafety答案：A1.16在RobotStudio“AddIns”中，用于自动生成Python脚本离线路径的插件是A.MachineTending B.PathEditor C.RobotStudioSDK D.VisualComponents答案：C1.17在Gazebo中，若将ROS2Control插件的joint类型设为“position_controllers/JointGroupPositionController”，则接口消息类型为A.trajectory_msgs/JointTrajectory B.std_msgs/Float64MultiArray C.sensor_msgs/JointState D.geometry_msgs/Twist答案：B1.18在KRL中，下列哪条指令可实现精确停止且路径连续A.PTP B.LIN C.CIRC D.SLIN答案：D1.19当ABB机器人使用“MoveAbsJ”指令时，目标数据类型为A.robtarget B.jointtarget C.speeddata D.zonedata答案：B1.20在FANUCKarel中，文件扩展名为PC的含义是A.可执行程序 B.源代码 C.数据文件 D.配置文件答案：A2.多项选择题（每题2分，共20分；每题至少有两个正确答案，多选少选均不得分）2.1下列哪些属于KUKA.SafeOperation的安全功能A.安全速度监控 B.安全工具 C.安全区域 D.安全扭矩关断答案：ABC2.2在ROS2中，下列哪些命令可用于实时查看/joint_states话题A.ros2topicecho B.ros2topichz C.ros2servicecall D.ros2nodeinfo答案：AB2.3关于ABB机器人MultiMove系统，正确的有A.最多支持4台机械手 B.每台机械手需独立任务 C.可共享I/O D.必须采用AbsoluteAccuracy选项答案：ABC2.4在FANUCDCS参数设置中，可定义的检查体包括A.圆柱体 B.球体 C.立方体 D.任意凸多面体答案：ABC2.5下列哪些情况会导致KUKA机器人进入“RDC未就绪”状态A.编码器电池电压低 B.EMSTOP被按下 C.控制柜温度>60℃ D.安全门打开答案：AC2.6在YaskawaDX200中，下列哪些文件扩展名属于JOB文件A.JBI B.JOB C.CND D.PRG答案：AB2.7使用RobotStudio“CreateMechanism”向导时，必须定义的Link属性有A.BaseLink B.ToolLink C.Joint D.Calibration答案：AC2.8在KRL中，下列哪些系统变量可用于读取当前程序名A.$PRO_NAME B.$PRO_IP C.$PRO_ACT D.$PRO_TASK答案：AC2.9下列哪些网络协议被OPCUAFX定义为实时扩展A.IEEE802.1Qbv B.IEEE802.1AS C.UDP/IP D.MQTT答案：AB2.10在Gazebo仿真中，提高激光雷达数据稳定性的方法有A.提高更新频率 B.减小噪声参数 C.增加射线数量 D.关闭GPU激光答案：BC3.填空题（每空1分，共30分）3.1在KRL中，将外部轴E1的速度限制为30%，应写指令：__E1_OVR=30__。3.2ABB机器人默认I/O板DSQC652的地址范围是__063__。3.3FANUC机器人恢复默认坐标系的Karel函数名是__DEF_POS__。3.4在ROS2中，发布频率为100Hz的JointState消息，QoS深度一般设为__100__。3.5YaskawaMotoplusAPI中，读取当前脉冲值的函数为__mpGetPulse__。3.6KUKA.WorkVisual中，项目文件扩展名为__.wvs__。3.7在RobotStudio中，将机器人基坐标绕X轴旋转90°的欧拉角表示为__(90,0,0)__。3.8若六轴机器人连杆参数a2=300mm，a3=350mm，则腕部中心到法兰距离为__sqrt(300²+350²)=460.97mm__。3.9在FANUC视觉处理中，GPM工具的默认边缘阈值为__60__。3.10在KRL中，关闭中断编号5的指令为__BRAKE5__。3.11ABB机器人使用“ConfL\Off”后，机器人将__忽略轴配置监控__。3.12在YRC1000中，变量B000的最大值为__255__。3.13在Gazebo插件中，设置关节阻尼的标签为__<dynamicsdamping="0.7"/>__。3.14当使用KUKA.ForceTorqueSensor时，采样频率最高为__1000Hz__。3.15在RAPID中，将数字量输出do1置1且同步记录，应写__SetDOdo1,1;__。3.16在FANUCKarel中，字符串最大长度为__128__字节。3.17在ROS2中，用于加载URDF的launch参数名为__robot_description__。3.18在KRL中，系统变量$CYCFLAG[5]的含义是__循环标志位5__。3.19在ABB系统中，触发Event“PowerOn”的RAPID标识为__POWER_ON__。3.20在YaskawaDX200中，同时按__MAINMENU+SF1__可进入维护模式。3.21在RobotStudio中，路径平滑过渡的算法名称是__SmartTCP__。3.22在KUKA.Sim中，导出PLCSIMAdvanced兼容文件的格式为__.plcsim__。3.23在FANUCDCS中，最大可设置__32__个安全区。3.24在ROS2Control中，硬件接口必须继承的基类为__hardware_interface::SystemInterface__。3.25在KRL中，读取系统时间的函数为__CLOCK__。3.26在ABB机器人中，将I/O映射到PC机，需使用__PCInterface__选项。3.27在Gazebo中，设置重力加速度为月球值，应写__<gravity>1.6200</gravity>__。3.28在YRC1000中，程序行号最大值为__9999__。3.29在KUKA.WorkVisual中，总线配置EtherCAT的周期时间默认为__4ms__。3.30在FANUCKarel中，将实数四舍五入到整数的函数为__ROUND__。4.简答题（共40分）4.1（封闭型，6分）写出KRL中实现“若输入端$IN[10]为1，则机器人沿直线以0.1m/s速度运动到点POS1，否则等待”的完整代码段。答案：LOOPIF$IN[10]==TRUETHENLINPOS1WITH$VEL_AXIS[1..6]=10EXITENDIFWAITSEC0.05ENDLOOP4.2（开放型，8分）说明在ABBMultiMove系统中，如何保证两台机器人在共享工作区不发生碰撞，需至少列举三种方法并给出实现要点。答案：1.WorldZone：在每台机器人RAPID中定义同一立方体区域，使用WZBoxDef与WZDOSet，当任一台进入即置位互锁信号，另一台收到信号后暂停。2.IFS互锁：利用交叉连接，将机器人1的进入区信号作为机器人2的暂停中断，使用WaitUntil/WaitDI实现同步。3.MultiMoveCoordinated：采用半联动模式，由主任务统一规划路径，利用WaitSyncTask同步，使两台机器人分时进入共享区。4.3（封闭型，6分）在ROS2中，给出launch文件片段，实现加载名为“scara.urdf”的机器人模型并启动joint_state_publisher与robot_state_publisher。答案：<launch><paramname="robot_description"command="$(findxacro)/xacro$(findscara_support)/urdf/scara.urdf"/><nodepkg="joint_state_publisher"exec="joint_state_publisher"/><nodepkg="robot_state_publisher"exec="robot_state_publisher"/></launch>4.4（开放型，10分）某汽车焊装工位需将KUKAKR60与西门子S71500通过PROFINETIRT通信，要求机器人节拍≤45s，PLC完成200个焊点控制。请设计通信数据帧结构并说明实时性保证措施。答案：数据帧：输入64字节，包含位域“SpotReq[0..199]”、字节“SpotID”“GunForce”；输出64字节，包含“SpotAck”“GunStatus”“CycleTime”。实时措施：1.IRT周期1ms，采用Yswitch拓扑，机器人端使用KUKA.PLCmxAOPC2.4；2.数据帧映射至I/O映像区，避免RAPID层处理；3.机器人中断程序<1ms响应SpotReq，使用TRAP触发焊接子程序；4.PLC端采用OB61同步中断，保证输出刷新与机器人输入对齐。4.5（封闭型，5分）在FANUCKarel中，编写函数实现计算两点Straight_distance，输入为POSITION类型from、to，返回REAL。答案：FUNCTIONstraight_distance(from:POSITION;to:POSITION):REALVARx:REALBEGINx=SQRT((to.xfrom.x)2+(to.yfrom.y)2+(to.zfrom.z)2)RETURN(x)ENDstraight_distance4.6（开放型，5分）说明在Gazebo中如何通过插件实现机器人末端力控闭环仿真，需给出关键插件名称与主要参数。答案：使用gazebo_ros_ft_sensor插件，加载于URDF末端link，参数<updateRate>1000</updateRate>，<topicName>ft_sensor</topicName>；结合ROS2Control的forward_command_controller，将力矩指令写入/hardware_interface/EffortJointInterface；通过PID节点订阅ft_sensor，计算误差后发布effort_command，完成闭环。5.应用题（共90分）5.1计算题（20分）某六轴机器人连杆DH参数如下：d1=400mm，a2=350mm，a3=350mm，d4=400mm，d6=80mm。求当关节角θ=[0°,−90°,90°,0°,90°,0°]时，腕部中心（即连杆坐标系4原点）在基坐标系下的坐标值，并给出变换矩阵0_T_4。答案：根据DH递推：0_T_1=[[0,0,1,0],[1,0,0,0],[0,1,0,400],[0,0,0,1]]1_T_2=[[0,1,0,0],[0,0,1,0],[1,0,0,0],[0,0,0,1]]2_T_3=[[0,0,1,350],[1,0,0,0],[0,1,0,0],[0,0,0,1]]3_T_4=[[1,0,0,0],[0,0,−1,−400],[0,1,0,0],[0,0,0,1]]0_T_4=0_T_1·1_T_2·2_T_3·3_T_4=[[0,1,0,350],[0,0,−1,0],[1,0,0,800],[0,0,0,1]]腕部中心坐标：(350,0,800)mm。5.2编程题（30分）在KUKAKRC4上完成激光切割圆周任务，圆半径100mm，圆心位于X=500,Y=200,Z=300，法向矢量为(0,0,1)，切割速度0.3m/s，激光开关由$OUT[20]控制。要求：（1）采用SLIN连续路径；（2）每10°插补一次，共36点；（3）切割前开激光，结束后关激光并回到HOME点。写出完整SRC程序。答案：DEFLASER_CIRCLE()DECLE6POSHOME,TARGET,CENTERDECLREALR,ANG,VELDECLINTIHOME={X400,Y0,Z500,A0,B90,C0,S6,T6}CENTER={X500,Y200,Z300,A0,B90,C0}R=100VEL=0.3$OUT[20]=TRUEFORI=0TO35ANG=I10TARGET=CENTERTARGET.X=CENTER.X+RCOS(ANG)TARGET.Y=CENTER.Y+RSIN(ANG)SLINTARGETWITH$VEL_CP=VEL,$APO.CDIS=2ENDFOR$OUT[20]=FALSEPTPHOMEEND5.3综合调试题（40分）某客户现场使用ABBIRB460060/2.05，配IRC5单柜，通过DeviceNet连接DSQC652I/