机器人技术基础及应用习题答案

机器人技术基础及应用习题答案项目一工业机器人概览任务一(一)理论巩固1.选择题（1）BCDE（2）ABCD（3）ABCD2.填空题（1）上肢、下肢（2）智能化、模块化、系统化（3）欧美、日本3.判断题（1）√（2）√（3）√(二)技能实践（仅做参考）核电站运维机器人、医疗机器人、家政服务机器人、户外救援机器人、消防机器人、军事机器人、航天航空机器人。任务二(一)理论巩固1.填空题（1）示教再现机器人（2）位置、点位（3）垂直（4）并联工业机器人（5）电力驱动2.判断题（1）√（2）√（3）√（4）√（5）√3.简答题（1）技术等级分类、机械特征、机械结构、控制方式、驱动方式、应用领域。（2）直角坐标机器人、柱面坐标机器人、球面坐标机器人、关节坐标系工业机器人四种。（3）搬运机器人：化工、食品加工、农业；码垛机器人：化工、食品加工；焊接机器人/喷涂机器人：汽车、高铁、航空航天、军工；装配机器人/打磨机器人：汽车、高铁、航空航天、军工、电子产品加工。(二)技能实践（仅做参考）汽车制造及零部件领域、电子电气领域、金属加工与机械制造领域、物流仓储与包装领域、食品饮料与医药领域、化工与橡胶领域、航空航天与军工领域、建筑与建材领域等。任务三(一)理论巩固1.填空题（1）手腕（2）机器人本体（3）操作机、驱动装置（4）移动关节（5）有轨（6）液压式（7）位置（8）RV减速器传动（9）由液晶显示区、急停按钮（10）自由度、作业范围、载荷、最大力矩2.判断题（1）√（2）√（3）√（4）√（5）√（6）√（7）√（8）√（9）√（10）√3.简答题（1）也称为作业空间、工作区域,是工业机器人做所有运动时其末端扫过的全部空间,它是由机器人本体的几何形状和关节限位决定的。（2）编程分辨率和控制分辨率(二)技能实践（仅做参考）工业机器人的组成图框。项目二工业机器人运动控制任务一(一)理论巩固1.填空题（1）减速装置（2）手部坐标系（3）矢量（4）0（5）位姿3.判断题（1）√（2）√（3）√（4）（5）(二)技能实践（仅供参考）解：的方向阵列为的方向阵列为的方向阵列为坐标系的位置列阵为因此，坐标系的4×4位姿矩阵为任务二(一)理论巩固1.填空题（1）平移、旋转、复合（2）位姿（3）右乘（4）旋转（5）固定2.判断题（1）√（2）（3）√（4）（5）√(二)技能实践（仅供参考）1.计算题：解：任务三(一)理论巩固1.填空题（1）基（2）（基座标系）（3）右手法则（4）坐标系（5）零2.判断题（1）√（2）√（3）√（4）√（5）√(二)技能实践（仅供参考）1.思考题：1）令系绕轴旋转角，使轴与轴方向一致，算子为。2）沿轴移动，使轴与轴重合，算子为。3）沿轴移动，使系与系坐标原点重合，算子为。4）沿轴移动，使系与系重合，算子为。任务四(一)理论巩固1.填空题（1）正（2）肘（3）拉格朗日方程（4）封闭解（5）小大2.判断题（1）（2）√（3）√（4）（5）√(二)技能实践（仅供参考）解：末端执行器的位姿矩阵为任务五(一)理论巩固1.填空题（1）轨迹生成（2）路径（3）运动轨迹（4）位姿（5）关节角2.判断题（1）√（2）√（3）（4）√（5）√(二)技能实践1.综合题（仅供参考）项目三工业机器人控制系统和伺服控制系统应用任务一(一)理论巩固1.选择题（1）A（2）B（3）C（4）D（5）A2.填空题（1）运动路径（2）导引示教（3）非线性（4）分散控制系统（5）VxWorks3.判断题（1）√（2）×（3）√（4）√（5）√(二)技能实践（仅做参考）任务二(一)理论巩固1.选择题（1）A（2）B（3）A2.填空题（1）位置精度（2）总线通信（3）功率等级3.判断题（1）√（2）√（3）×(二)技能实践（仅做参考）项目四工业机器人编程语言应用任务一(一)理论巩固1.选择题（1）A（2）B（3）C（4）D（5）D2.填空题（1）动作级（2）任务级（3）标量（4）旋转（5）系统命令3.判断题（1）√（2）√（3）√（4）√（5）×(二)技能实践（仅做参考）∥程序名∥设定速度∥设定沿末端执行器Z轴方向抬起或落下的距离∥运动到点p1∥沿直线运动到点p2∥检测输入端口1,如果为高电平(关),∥打开手爪∥延迟1s执行∥以点p3为基准,沿手爪(工具坐标系)的Z轴偏移距离height∥关闭手爪电源并等待,直至手爪闭合∥以点p3为基准,偏移距离height∥沿直线运动到点p2∥移到点p1∥程序结束任务二(一)理论巩固1.选择题（1）A（2）B（3）C（4）D（5）D2.填空题（1）任务模块（2）类型（3）软件中断函数（4）前测试（5）REPEAT3.判断题（1）√（2）√（3）√（4）√（5）×(二)技能实践（仅做参考）!程序名!运行到点pHome!运动到点p10!如果输入信号为真,则执行if语句,否则跳出if语句!运动到点p20Z轴正向50mm的位置!沿直线运动到点军火p20!将数字量输出信号的值设置为0!将数字量输出信号的值设置为1!等待1s!运动到点p20Z轴正向50mm的位置!分支程序结束!运动到点p30!运动到点pHome!程序结束项目五工业机器人示教再现任务一(一)理论巩固1.选择题（1）A（2）B（3）C（4）D（5）A2.填空题（1）急停按钮（2）位置（3）启动（4）程序编辑器、程序数据、校准、控制面板（5）E23.判断题（1）√（2）√（3）√（4）√（5）×(二)技能实践（仅供参考）思考题：ABB机器人的示教器一般不支持热插拔。原因如下：热插拔操作可能会产生瞬间的电流冲击，ABB机器人示教器内部有复杂的电子电路和敏感的电子元件。这些电子元件对于电流的稳定性要求较高，瞬间的电流冲击可能会损坏示教器内部的电子元件，如芯片、电路板上的线路等。而且，在热插拔过程中，可能会导致机器人控制系统出现通信错误或数据丢失等问题，影响机器人的正常运行和程序执行。例如，正在进行示教编程时热插拔示教器，可能使正在编辑的程序数据丢失，或者导致机器人控制系统误判，引发不必要的故障报警。所以，从保护设备和确保机器人稳定运行的角度考虑，ABB机器人示教器不允许热插拔，在连接或断开示教器时，需要先关闭机器人的控制系统电源。实训题：插入SmartPAD：确保使用相同规格的SmartPAD，打开配电箱门（V）KRC4，将SmartPAD插头对准机器人控制器的插口，注意插头和插头上的标记，然后向上推插头，推上时，上部的黑色部件会自动旋转约25°，直到插头自动卡止。关闭配电箱门（V）KRC4。操作人员在将SmartPAD插到机器人控制器上后，至少必须在SmartPAD旁停留30秒，直到紧急停止和确认键再次恢复正常功能。任务二(一)理论巩固1.选择题（1）B（2）B（3）C（4）D（5）A2.填空题（1）机器人轴、基座轴、基座轴、外部轴（2）工具（3）点动（4）大地坐标系、关节坐标系、工具坐标系、用户坐标系（5）通用显示区、状态显示区、菜单显示区和人机对话显示区3.判断题（1）×（2）×（3）√（4）×（5）√(二)技能实践（仅供参考）位置移动方式机器人坐标系点动连续移动关节大地工具用户A-B√√B-C√√C-D√√D-E√√E-F-G√√G-H√√H-I-J√√J-B√√B-A√√任务三(一)理论巩固1.选择题（1）D（2）B（3）C（4）A（5）A2.填空题（1）精度（2）千分表（3）EMD（4）RDC（5）负载数据测定3.判断题（1）√（2）×（3）√（4）×（5）√(二)技能实践（仅供参考）1.校正ABB机器人零点：安全准备与前期工作：按下示教器或控制柜上的急停按钮，在示教器中选择“备份与恢复”→“备份当前系统”，保存所有程序、参数和配置，同时更换控制柜和机器人本体上的锂电池。准备好千分表/电子校准仪、校准销、水平仪、扳手套装等工具。机械零点标定：进入“控制面板”→“校准”→“转数计数器”菜单。将机器人关节1-3移动至“预零点位置”，使各关节刻度线大致对齐；对于关节4-6，使用校准销插入关节侧面的定位孔，轻微转动轴直到销完全插入。在示教器勾选需要校准的轴，通常全选，然后点击“更新转数计数器”并确认，在弹出“已更新”提示前切勿移动机器人。验证零点：手动移动各轴至0°位置，检查刻度线是否精确对齐，也可使用千分表检测重复定位精度，误差应<±0.1mm。2.校正KUKA机器人零点：千分表校正方法：在T1模式下，手动将机器人待校正轴缓慢移动到靠近机械零点标记的位置。按照手册指导，将千分表固定座安装到指定的安装孔位，然后装上千分表，使表针有效接触到参考面。在示教器上选择要标定的轴，极其缓慢地、小幅度地来回点动该轴，同时观察千分表读数，找到千分表读数的最小值点，当表针从一个方向转到另一个方向的临界点，就是最接近机械零点的位置。确认找到最小值点后，在示教器的mastering菜单中，确认并保存该轴的mastering数据。依次对其他轴重复以上步骤。EMD校正方法：将机器人所有轴运行到“预校正”位置，预校正位参考标识通常是凹槽或凹坑，且都涂有白色油漆，将标识对齐即为预校正位置。将EMD依次安装到相应轴的零点探头上，注意安装后不能手动操作移动该轴。进入菜单“执行零点校正”，选择需要校零的轴，点击“校正”键。稍等2秒后按住使能键并保持，使伺服上电，再按住启动键并保持，机器人轴将慢速移动寻找零点标记槽。完成后机器人将自动停机，届时再松开使能键以及启动键。依次重复上述步骤，完成每一个轴的零点校正。任务四1.选择题（1）A（2）C（3）C（4）D（5）A2.填空题（1）作业位置（2）导引（3）重放（4）端点、CP（5）直线插补3.判断题（1）×（2）√（3）√（4）√（5）√(二)技能实践（仅供参考）• 程序点1：这是机器人开始运动接近工件的起始位置。在RobotStudio中，通过示教器手动操作机器人移动到合适的高度和距离，确保机器人能安全且顺利地接近焊接起始端。记录此时机器人的位置，将其定义为程序点1。在编程界面中使用MoveJ指令（关节运动指令，适合在非工作区域的大范围移动，保证运动的安全性），例如：“MoveJp1,v1000,z50,tool1\wobj:=wobj1;”，其中p1即代表程序点1的位置数据，v1000是运动速度（单位根据软件设定，一般为mm/s），z50是转弯半径（保证运动平滑过渡），tool1是弧焊枪工具数据，wobj1是工件坐标数据。• 程序点2-程序点3-程序点4：这些点构成焊接路径上的点。当机器人从程序点1接近工件后，要沿着焊缝进行焊接。此时使用MoveL指令（直线运动指令，保证沿着焊缝直线焊接）。比如从程序点2到程序点3，指令可写为“MoveLp3,v200,z10,tool1\wobj:=wobj1;”，p3为程序点3位置数据，v200为焊接时的运动速度（一般焊接速度较慢），z10是转弯半径。按照焊接路径依次定义并编写从一个程序点到下一个程序点的MoveL指令。• 程序点5：焊接完成后，机器人要离开工件回到安全位置。同样使用MoveJ指令，如“MoveJp5,v1000,z50,tool1\wobj:=wobj1;”，p5是程序点5的位置数据。项目六工业机器人典型应用任务一(一)理论巩固1.选择题（1）ABCD（2）ABCD（3）C2.填空题（1）提高生产率、降低生产成本、保证产品质量、降低劳动强度、解决劳动力不足（2）码垛、拆垛、分拣、搬运、包装（3）检测3.判断题（1）√（2）√（3）×(二)技能实践（仅做参考）如卷烟厂用机器人进行烟箱的码垛和拆跺机器人，以最后工序的码垛机器人为例，实现从输送线尾端将整箱的卷烟码放到托盘上，然后由叉车运送到库房。机器人周边设备包括机器人吸盘工具、对应的气源、真空发生装置，输送线，托盘，区域扫描光电，上位控制系统PLC及人机交互装置HMI等。任务二(一)理论巩固1.选择题（1）B（2）AB（3）D2.填空题（1）工业机器人搬运（2）传感器（3）末端执行器2.判断题（1）√（2）√（3）√（4）√（5）√(二)技能实践（仅做参考）结合所在行业、学校现有软件自行搭建。任务三(一)理论巩固1.选择题（1）B（2）D（3）A2.填空题（1）维持（2）焊接控制器、集成焊接变压器的焊钳（3）焊钳3.判断题（1）√（2）√（3）√(二)技能实践（仅做参考）普通气动焊钳通过气缸行程实现焊钳的打开与关闭。其中,执行焊钳开口动作的气缸通常采用12bar气压结合比例阀控制,即在焊接控制器中选定程序后,依据程序压力对比例阀进行控制,从而确保焊钳闭合时的压力。该焊钳一般具备2个行程、3个位置,即闭合位(基于压力检测)、小口位(多用于近距离过渡场景)和大口位(适用于远距离或与工件存在干涉的场合)。会配备一个平衡缸,减少工件焊接变形。气动伺服钳的结构与普通气动焊钳相似。其通常采用12bar气压配合伺服阀进行控制,伺服阀的指令直接由机器人给出,多数情况下会结合底层文件,将其作为机器人的虚拟外部轴使用。能够在机器人的