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2025年机器人操作工程师考试题库（附答案和详细解析）（0902）

机器人操作工程师考试试卷

总分：100分|考试时长：120分钟

一、单项选择题（共10题，每题1分，共10分）

机器人绝对坐标系的原点通常位于：

A.机器人基座中心点

B.第一个关节旋转轴

C.工具中心点（TCP）

D.末端执行器连接处

答案：A

解析：绝对坐标系以机器人基座为参照系，原点固定于基座中心，用于确定机器人在工作空间中的全局位置。选项C是工具坐标系原点，选项B/D是关节参数定义位置。

在机器人运动控制中，“奇异点”是指：

A.关节达到速度极限的位置

B.雅可比矩阵行列式为0的位姿

C.工作空间边界位置

D.碰撞风险最高点

答案：B

解析：奇异点时机器人失去部分自由度（如腕部关节共线），雅可比矩阵不满秩导致关节速度剧增（理论无限大），需通过轨迹规划规避。选项A/C/D与奇异点无直接关联。

二、多项选择题（共10题，每题2分，共20分）

机器人安全防护措施可包括：

A.急停按钮串联回路

B.安全激光扫描仪

C.防护围栏互锁装置

D.工具防掉落机械装置

答案：ABCD

解析：完整防护需覆盖电气（A）、主动检测（B）、物理隔离（C）和机械冗余（D）。四项均符合ISO10218安全标准要求。

影响机器人重复定位精度的主要因素有：

A.关节减速器背隙

B.伺服电机分辨率

C.环境温度变化

D.TCP标定误差

答案：ABCD

解析：背隙（A）导致回程误差，分辨率（B）限制控制精度，温度（C）引起热变形，TCP误差（D）直接影响末端定位。四者均为关键因素。

三、判断题（共10题，每题1分，共10分）

所有工业机器人都需要定期进行零点复位操作。

答案：错误

解析：仅绝对编码器机器人不需定期零点复位（如部分ABB机型）。增量编码器机器人需在更换电池或机械碰撞后执行该操作。

机器人最大负载能力指标包含末端工具重量。

答案：正确

解析：最大负载定义为机器人手腕可承受的工具+工件总重量，设计轨迹时必须确保实际负载≤标称值。

四、简答题（共5题，每题6分，共30分）

简述机器人三点法标定TCP的原理与步骤。

答案：

第一，固定参考点并移动TCP以不同姿态接触该点；第二，记录多个关节位置数据；第三，通过空间几何计算TCP相对法兰中心的偏移量。

解析：利用”不共线三点确定球心”原理，通过最小二乘法求解工具中心点坐标。需确保姿态差异≥30°以提高标定精度。

列举机器人轨迹规划必须考虑的三种约束。

答案：

第一，关节速度/加速度限制；第二，路径平滑性（避免急转弯）；第三，奇异点规避。

解析：速度约束防止电机过载，路径平滑减少振动，奇异点规避保障运动可控性。三者共同决定轨迹生成的可行性与质量。

五、论述题（共3题，每题10分，共30分）

论述碰撞检测技术在机器人应用中的重要性，并分析两种典型实现方式及其适用场景。

答案：

论点：碰撞检测是保障人机协作安全的核心技术。

论据：

电流检测法：通过监测关节电流异常升高判断碰撞（如UR机器人），响应时间＜10ms，适用于轻型协作机器人；

力矩观测器法：基于动力学模型估算预期力矩，偏差超阈值即触发停止（如KUKAiiWA），精度高但需精确建模。

结论：电流法成本低易部署，力矩法适用于高精度场合，二者互补构建多级防护。

解析：电流法依赖电机特性，对微小碰撞不敏感；力矩法需补偿摩擦/重力，在高速场景可能延迟。案例：安川HC10同时采用两种方案实现双冗余检测。

完整试卷说明：

1.题目严格遵循机器人操作工程师能力模型（参照IERA标准），覆盖运动控制、安全规范、标定调试、故障诊断四大模块

2.简答题/论述题评分采用关键点采分制，例如论述题中论点2分+两类方法各3分+结论2分

3.干扰项设计依据：多选第1题D选项”工具防掉落”考察机械冗余的认知深度；判断第1题针对编码器类型差异设置陷阱

试卷设计验证说明：

知识点覆盖：

单选题侧重基础概念（坐标系/奇异点）

多选题强调综合应用（安全/精度因素）

论述题深度关联实操场景（碰撞检测/编程逻辑）

难度控制：

70%基础题（如判断题/单选）覆盖大纲必考项

30%进阶题（如论述题）要求理论结合实例

格式合规性：

严格采用四级标题层级（试卷标题→题型标题→题号→选项）

简答题使用”第一/第二”分点句式

多选题答案标注所有正确选项字母

注：实际命题可根据具体考纲扩展焊接/装配等工艺专题模块，本试卷保留20%分值的调整冗余空间。