2026年工业机器人及PLC测试卷附答案

2026年工业机器人及PLC测试卷附答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.工业机器人重复定位精度的常用表示单位是（）A.mmB.°C.μmD.rad答案：A2.以下不属于工业机器人坐标系的是（）A.基坐标系B.工具坐标系C.世界坐标系D.用户坐标系答案：C（注：工业机器人常用坐标系包括基坐标系、工具坐标系、用户坐标系，世界坐标系一般指外部全局坐标系，非机器人本体标准配置）3.PLC输入模块的常见电压等级不包括（）A.DC24VB.AC220VC.DC5VD.AC110V答案：C（工业PLC输入模块常用DC24V、AC220V、AC110V，DC5V多为内部逻辑电压，非输入模块标准）4.工业机器人采用伺服电机驱动时，其控制方式通常为（）A.开环控制B.半闭环控制C.全闭环控制D.前馈控制答案：B（工业机器人多采用半闭环控制，编码器安装在电机轴端，兼顾成本与精度）5.PLC程序执行阶段的扫描顺序是（）A.输入采样→用户程序执行→输出刷新B.用户程序执行→输入采样→输出刷新C.输入采样→输出刷新→用户程序执行D.用户程序执行→输出刷新→输入采样答案：A（PLC典型工作周期为输入采样、用户程序执行、输出刷新三阶段）6.工业机器人的“奇点”是指（）A.两个关节轴线平行的位置B.机器人无法到达的空间点C.运动学逆解不存在或不唯一的位置D.负载能力突变的位置答案：C（奇点是机器人运动学逆解失效的位置，导致无法规划路径）7.以下PLC指令中，用于计数器复位的是（）A.SETB.RSTC.OUTD.MOV答案：B（RST为复位指令，可用于计数器、定时器及数据寄存器）8.工业机器人离线编程的主要优势是（）A.编程时不占用机器人运行时间B.无需了解机器人运动学模型C.可直接提供高精度轨迹D.对操作人员技术要求低答案：A（离线编程在计算机上模拟，不影响实际机器人运行）9.PLC的扫描周期主要取决于（）A.输入信号的数量B.用户程序的长度和复杂度C.输出模块的响应速度D.电源电压稳定性答案：B（扫描周期=输入采样时间+用户程序执行时间+输出刷新时间，用户程序是主要影响因素）10.工业机器人的“工具中心点（TCP）”校准的目的是（）A.确定工具坐标系相对于法兰的位置B.调整机器人基坐标系原点C.优化机器人运动速度D.提高重复定位精度答案：A（TCP校准用于定义工具末端相对于机器人法兰的位置，确保轨迹规划准确性）11.以下不属于PLC模拟量输入信号类型的是（）A.4-20mA电流信号B.0-5V电压信号C.RS485数字信号D.0-10V电压信号答案：C（RS485为数字通信接口，非模拟量输入信号类型）12.工业机器人在点焊作业中，通常采用的控制方式是（）A.点位控制（PTP）B.连续轨迹控制（CP）C.力控制D.视觉伺服控制答案：A（点焊只需准确到达焊点位置，无需控制路径）13.PLC中，定时器T100的定时单位为100ms，设定值为50，则实际定时时间为（）A.5sB.50sC.0.5sD.500ms答案：A（定时时间=设定值×单位=50×100ms=5000ms=5s）14.工业机器人的“碰撞检测”功能主要依赖（）A.视觉传感器B.力/力矩传感器C.编码器D.接近开关答案：B（通过力/力矩传感器监测异常受力，触发急停）15.以下PLC通信协议中，属于实时工业以太网的是（）A.ModbusRTUB.ProfibusDPC.EtherCATD.CANopen答案：C（EtherCAT是实时工业以太网协议，支持高速数据传输）二、填空题（每题2分，共20分）1.工业机器人按结构形式分类，常见的有直角坐标型、圆柱坐标型、__________和__________。答案：关节型；SCARA型2.PLC的输入/输出模块可分为__________模块和__________模块，分别处理开关量和模拟量信号。答案：数字量；模拟量3.工业机器人的自由度是指其末端执行器在空间中能够独立运动的__________，六轴工业机器人通常具有__________个自由度（包括旋转自由度）。答案：坐标轴数目；64.PLC程序设计中，__________指令用于将两个二进制数进行逻辑与运算，__________指令用于将数据从一个地址传送到另一个地址。答案：AND；MOV5.工业机器人的轨迹规划分为__________规划和__________规划，前者关注路径形状，后者关注时间与速度的分配。答案：路径；时间6.PLC的输出类型包括__________输出、__________输出和晶闸管输出，其中__________输出适用于频繁通断的感性负载。答案：继电器；晶体管；晶体管7.工业机器人的“工作空间”是指其末端执行器能够到达的所有点的__________，通常用__________图形描述。答案：集合；三维8.PLC中，计数器C200的当前计数值可通过__________指令读取，当计数值达到设定值时，其常开触点__________（填“闭合”或“断开”）。答案：MOV；闭合9.工业机器人的驱动方式主要有__________驱动、__________驱动和液压驱动，其中__________驱动因控制精度高、响应快，应用最广泛。答案：电动；气动；电动10.PLC的“看门狗”定时器用于监测__________，若扫描周期超过设定值，PLC将__________（填“继续运行”或“停机报错”）。答案：程序执行时间；停机报错三、判断题（每题1分，共10分）1.工业机器人的绝对定位精度一定高于重复定位精度。（）答案：×（绝对定位精度受系统误差影响，可能低于重复定位精度）2.PLC的输入模块需要外部电源供电，输出模块则由PLC内部电源供电。（）答案：×（部分输出模块（如继电器）需外部电源驱动负载）3.工业机器人的工具坐标系原点必须与工具中心点（TCP）重合。（）答案：√（工具坐标系以TCP为原点，方向由工具方向决定）4.PLC梯形图中的线圈可以直接连接左母线。（）答案：×（梯形图中线圈需通过触点连接左母线，不能直接连接）5.工业机器人在运行中突然断电，其绝对编码器会丢失位置信息。（）答案：×（绝对编码器断电后仍保存位置信息，增量编码器会丢失）6.PLC的模拟量输入模块需要将外部信号转换为数字量，转换精度通常用位数表示（如12位、16位）。（）答案：√（模拟量输入模块通过A/D转换，位数越高精度越高）7.工业机器人的“示教编程”是指通过手动操作机器人记录轨迹，适用于复杂路径的快速编程。（）答案：√（示教编程通过手动引导记录关键点，简单易用）8.PLC的输出继电器（Y）在程序中可以多次输出，最终以最后一次输出为准。（）答案：√（PLC程序执行时，同一输出继电器的多次输出会被覆盖，最终状态由最后一次决定）9.工业机器人的“负载能力”仅指其末端能承受的最大质量，与运动速度无关。（）答案：×（负载能力与运动速度相关，高速运动时允许负载降低）10.PLC的通信模块可以实现与工业机器人、变频器、人机界面（HMI）等设备的数据交互。（）答案：√（PLC通过通信模块支持Modbus、Profinet等协议，与外部设备通信）四、简答题（每题6分，共30分）1.简述工业机器人的“零点校准”目的及常用方法。答案：零点校准是为了确保机器人各关节编码器的位置信号与机械零点一致，避免累积误差导致定位不准。常用方法包括：①手动校准：通过手动调整关节至机械零点位置，重新设置编码器零点；②自动校准：利用机器人内置的零点检测传感器（如接近开关），自动识别零点位置并修正编码器值；③激光校准：使用激光跟踪仪测量末端位置，反向计算各关节零点偏差并校准。2.PLC的“输入滤波”和“输出锁存”功能分别有何作用？答案：输入滤波用于消除输入信号中的高频干扰（如机械触点抖动），通过延时采样确保PLC读取稳定的输入状态；输出锁存是指在输出刷新阶段，将用户程序计算的输出状态暂存于输出锁存器中，避免因程序扫描过程中输出状态频繁变化导致执行机构误动作，最终在输出刷新阶段统一更新实际输出。3.工业机器人的“力控制”与“位置控制”有何区别？各适用于哪些场景？答案：位置控制以精确跟踪目标位置或轨迹为目标，通过伺服系统调整关节角度实现，适用于搬运、点焊等对位置精度要求高的场景；力控制以控制末端接触力为目标，通过力/力矩传感器反馈调整运动，适用于装配、抛光、去毛刺等需要控制接触力的场景。4.列举PLC梯形图设计的三条基本原则，并简要说明。答案：①触点优先原则：梯形图中触点应尽量放在上方或左侧，避免垂直放置，便于逻辑理解；②线圈靠右原则：输出线圈必须放在逻辑行的最右侧，左侧为控制触点；③避免双线圈输出：同一输出继电器在同一扫描周期内多次输出会导致状态不确定，应尽量避免；④简化逻辑原则：使用等效电路简化复杂触点组合，减少程序执行时间。5.工业机器人与PLC通信时，常用的接口类型有哪些？各有何优缺点？答案：①I/O信号接口：通过数字量输入/输出模块连接，优点是简单可靠、实时性高，缺点是传输信息量小（仅能传递开关量）；②串行通信接口（如RS485）：使用ModbusRTU协议，优点是支持多设备联网，缺点是传输速率较低（通常≤115.2kbps）；③工业以太网接口（如Profinet、EtherNet/IP）：支持高速数据传输（100Mbps~1Gbps），可传递大量过程数据和诊断信息，缺点是对网络配置要求较高；④现场总线接口（如ProfibusDP）：实时性好，支持分布式I/O，缺点是协议复杂度高，设备成本较高。五、综合题（每题15分，共30分）1.设计一个PLC控制的搬运机器人系统，要求：从上料位（传感器S1检测到物料）抓取物料，搬运至下料位（传感器S2检测到空位），然后返回初始位置。需完成以下任务：（1）列出系统所需的硬件组成；（2）设计PLC的I/O分配表（至少包括5个输入、3个输出）；（3）绘制简化梯形图（包含启动按钮、停止按钮、上料检测、下料检测、机器人抓放控制）。答案：（1）硬件组成：PLC（如西门子S7-1200）、工业机器人（如ABBIRB120）、上料位传感器S1（光电接近开关，DC24V）、下料位传感器S2（光电接近开关，DC24V）、启动按钮SB1（常开，DC24V）、停止按钮SB2（常闭，DC24V）、抓手电磁阀YV1（DC24V）、机器人启动信号Y1（DC24V）、机器人复位信号Y2（DC24V）。（2）I/O分配表：输入（I）：I0.0：启动按钮SB1（常开）I0.1：停止按钮SB2（常闭）I0.2：上料位传感器S1（物料到位，高电平有效）I0.3：下料位传感器S2（空位检测，高电平有效）I0.4：机器人原点信号（机器人返回初始位置，高电平有效）输出（Q）：Q0.0：抓手电磁阀YV1（抓料时得电）Q0.1：机器人启动信号Y1（触发机器人搬运程序）Q0.2：机器人复位信号Y2（触发机器人返回初始位置）（3）梯形图（简化逻辑）：启动条件：SB1按下（I0.0=1）且未按下停止按钮（I0.1=1），且上料位有料（I0.2=1），下料位有空位（I0.3=1）→输出Q0.0（抓料）；抓料完成后，输出Q0.1（启动机器人搬运）；机器人完成搬运后（假设机器人反馈完成信号，此处简化为延时），Q0.0失电（放料）；机器人返回初始位置（I0.4=1），输出Q0.2（复位完成），系统等待下一次循环。（注：梯形图需体现顺序控制逻辑，此处以文字描述替代图形）2.某工业机器人在运行中突然停机，操作面板显示“伺服驱动器故障”报警。请分析可能的故障原因，并列出排查步骤。答案：可能故障原因：（1）伺服驱动器电源异常（如输入电压过高/过低、熔断器熔断）；（2）伺服电机或编码器故障（如绕组短路、编码器线缆断线）；（3）伺服驱动器与机器人控制器通信中断（如CAN总线故障、通信线缆接触不良）；（4）伺服驱动器内部硬件损坏（如IGBT模块失效、电容老化）；（5）外部干扰导致驱动器误报警（如附近设备产生电磁干扰）；（6）负载过大导致驱动器过流/过载保护触发。排查步骤：（1）检查伺服驱动器输入电源：使用万用表测量输入电压（如AC220V或DC400V）是否在额定范围内，检查熔断器是否熔断；（2）观察驱动器显示的具