2025年智能制造與機器人技術(shù)考試試卷及答案一、單項選擇題（每題2分，共30分）1.工業(yè)機器人中，用于傳遞高扭矩、高精度運動的核心傳動部件是（）。A.諧波減速器B.RV減速器C.行星齒輪箱D.擺線針輪減速器2.智能制造系統(tǒng)中，實現(xiàn)“物理世界與虛擬世界實時映射”的關鍵技術(shù)是（）。A.工業(yè)大數(shù)據(jù)B.數(shù)字孿生C.邊緣計算D.5G通信3.協(xié)作機器人（Cobot）區(qū)別于傳統(tǒng)工業(yè)機器人的核心特征是（）。A.更高的負載能力B.內(nèi)置力覺傳感器與安全控制算法C.支持多軸聯(lián)動D.采用模塊化設計4.以下哪種傳感器常用于工業(yè)機器人的三維空間定位？（）A.光電編碼器B.激光雷達（LiDAR）C.溫度傳感器D.壓力傳感器5.智能制造工廠中，“MOM系統(tǒng)”的主要功能是（）。A.管理生產(chǎn)過程中的物料流與信息流B.實現(xiàn)設備遠程監(jiān)控C.優(yōu)化產(chǎn)品設計D.分析客戶需求6.工業(yè)機器人的“工作空間”是指（）。A.機器人本體所占的物理空間B.末端執(zhí)行器能到達的所有點的集合C.控制系統(tǒng)的操作界面范圍D.安全圍欄劃定的區(qū)域7.以下屬于工業(yè)機器人“示教-再現(xiàn)”模式缺點的是（）。A.編程效率低B.無法適應復雜軌跡C.對操作人員技術(shù)要求低D.難以實現(xiàn)批量復制8.智能工廠中，“OT與IT融合”的核心目標是（）。A.降低設備采購成本B.實現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)與管理數(shù)據(jù)的互通C.減少人工干預D.提升產(chǎn)品外觀質(zhì)量9.六軸工業(yè)機器人的“腕部”通常包含（）個自由度。A.1B.2C.3D.410.以下哪種技術(shù)屬于“自主決策型機器人”的關鍵支撐？（）A.離線編程B.強化學習C.示教編程D.位置控制11.工業(yè)5G網(wǎng)絡相比Wi-Fi的核心優(yōu)勢是（）。A.部署成本低B.延遲更低、可靠性更高C.覆蓋范圍廣D.支持多設備接入12.數(shù)字孿生模型中，“物理實體層”的主要組成是（）。A.傳感器、執(zhí)行器、生產(chǎn)設備B.仿真軟件、算法模型C.數(shù)據(jù)存儲與計算平臺D.人機交互界面13.用于檢測機器人末端與工件接觸力的傳感器是（）。A.視覺傳感器B.力矩傳感器C.傾角傳感器D.接近傳感器14.智能制造系統(tǒng)的“自適應性”主要體現(xiàn)在（）。A.設備故障時自動停機B.根據(jù)實時數(shù)據(jù)調(diào)整生產(chǎn)參數(shù)C.支持多種語言操作界面D.兼容不同品牌的機器人通信15.以下哪項是“人機協(xié)作機器人”的安全設計要求？（）A.運行速度高于傳統(tǒng)機器人B.表面無尖銳凸起C.必須配備物理防護欄D.僅支持手動操作模式二、填空題（每空1分，共20分）1.工業(yè)機器人按結(jié)構(gòu)分類，常見的類型包括（）、（）、（）和并聯(lián)機器人。2.智能制造的核心特征是（）、（）和（）。3.機器人控制系統(tǒng)的三大組成部分是（）、（）和（）。4.工業(yè)傳感器中，（）用于檢測物體的位置或位移，（）用于檢測環(huán)境光線強度。5.數(shù)字孿生的三層架構(gòu)包括（）、（）和（）。6.協(xié)作機器人的安全標準主要涉及（）、（）和（）三個方面。7.工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的核心功能是（）、（）和（）。三、簡答題（每題8分，共40分）1.簡述Delta并聯(lián)機器人的結(jié)構(gòu)特點及其典型應用場景。2.說明智能工廠中“工業(yè)大數(shù)據(jù)”的來源與主要應用方向。3.對比傳統(tǒng)工業(yè)機器人與協(xié)作機器人的控制策略差異。4.解釋“力控技術(shù)”在機器人裝配作業(yè)中的作用，并列舉兩種常見的力控實現(xiàn)方式。5.分析5G技術(shù)對智能制造的推動作用，至少列出三個具體應用場景。四、綜合分析題（每題15分，共30分）1.某汽車制造廠計劃對現(xiàn)有焊裝線進行智能化改造，需引入6臺六軸工業(yè)機器人。請設計改造方案，要求包含以下內(nèi)容：（1）機器人選型的關鍵參數(shù)（如負載、工作空間、重復定位精度）；（2）配套的傳感與通信系統(tǒng)（需說明傳感器類型及5G網(wǎng)絡的作用）；（3）智能化功能設計（如故障預測、自適應焊接參數(shù)調(diào)整）。2.某電子廠擬引入?yún)f(xié)作機器人完成精密零件組裝任務（零件重量≤0.5kg，組裝精度要求±0.1mm）。請從安全設計、感知系統(tǒng)、編程方式三方面，說明需重點考慮的技術(shù)要點，并分析協(xié)作機器人相比傳統(tǒng)機器人的優(yōu)勢。參考答案一、單項選擇題1.B2.B3.B4.B5.A6.B7.A8.B9.C10.B11.B12.A13.B14.B15.B二、填空題1.直角坐標型、圓柱坐標型、關節(jié)型（順序可調(diào)整）2.數(shù)據(jù)驅(qū)動、柔性生產(chǎn)、自主決策3.控制計算機、伺服驅(qū)動系統(tǒng)、傳感器系統(tǒng)4.編碼器（或激光測距儀）、光電傳感器5.物理實體層、虛擬模型層、交互映射層6.碰撞檢測、速度限制、功率/力限制7.設備連接、數(shù)據(jù)處理、應用開發(fā)三、簡答題1.結(jié)構(gòu)特點：Delta機器人采用并聯(lián)結(jié)構(gòu)，由固定平臺、活動平臺和3條平行機械臂組成，運動部件質(zhì)量小，動態(tài)響應快；末端執(zhí)行器通過球鉸與機械臂連接，可實現(xiàn)三維平動。應用場景：高速分揀（如食品、電子元件）、精密裝配（如3C產(chǎn)品）、輕負載高頻操作（如藥品包裝）。2.數(shù)據(jù)來源：生產(chǎn)設備（PLC、傳感器）、物流系統(tǒng)（AGV定位數(shù)據(jù)）、質(zhì)量檢測（視覺檢測結(jié)果）、管理系統(tǒng)（ERP/MES訂單數(shù)據(jù)）。應用方向：設備健康預測（通過振動數(shù)據(jù)預警故障）、工藝參數(shù)優(yōu)化（分析歷史良品數(shù)據(jù)調(diào)整參數(shù)）、產(chǎn)能動態(tài)調(diào)度（結(jié)合訂單與設備狀態(tài)分配任務）。3.控制策略差異：-傳統(tǒng)機器人：以位置控制為主，通過示教或離線編程設定固定軌跡，強調(diào)高精度與高速度；-協(xié)作機器人：融合力控制與位置控制，內(nèi)置力矩傳感器實時感知接觸力，采用阻抗控制算法實現(xiàn)柔順交互，支持手動引導編程，需滿足ISO10218安全標準。4.作用：在裝配作業(yè)中（如軸承壓裝、精密零件對接），力控技術(shù)可實時調(diào)整機器人末端力/位移，避免過壓損壞工件或裝配不到位。實現(xiàn)方式：-基于力傳感器的反饋控制（通過末端力傳感器采集力信號，調(diào)整運動指令）；-阻抗控制（設定力-位移關系模型，主動控制接觸剛度）。5.推動作用：-低延遲（<10ms）支持實時控制（如機器人協(xié)同焊接的同步指令傳輸）；-高可靠性（99.999%）保障關鍵設備通信（如AGV調(diào)度系統(tǒng)的穩(wěn)定連接）；-大連接（100萬/平方公里）滿足多傳感器接入（如產(chǎn)線數(shù)百個溫濕度傳感器的數(shù)據(jù)回傳）。應用場景：AR遠程運維（專家通過5G實時指導現(xiàn)場調(diào)試）、機器人集群協(xié)同（多臺機器人同步執(zhí)行搬運任務）、實時質(zhì)量檢測（視覺傳感器圖像5G回傳AI平臺分析）。四、綜合分析題1.改造方案設計：（1）選型參數(shù)：負載≥80kg（滿足焊槍+電纜重量），工作空間≥2000mm（覆蓋車身焊接區(qū)域），重復定位精度≤±0.05mm（保證焊縫一致性）。（2）傳感與通信系統(tǒng)：-傳感器：激光焊縫跟蹤傳感器（實時檢測焊縫偏差）、六維力傳感器（檢測焊槍與工件接觸力）、溫度傳感器（監(jiān)測機器人關節(jié)溫度）；-5G網(wǎng)絡：支持傳感器數(shù)據(jù)低延遲回傳（<5ms），實現(xiàn)多機器人協(xié)同焊接的同步控制；支持遠程運維平臺實時獲取設備狀態(tài)。（3）智能化功能：-故障預測：通過關節(jié)電流、振動數(shù)據(jù)訓練AI模型，提前3-7天預警減速器磨損；-自適應焊接：結(jié)合視覺傳感器識別焊縫類型（如對接縫、角焊縫），自動調(diào)用匹配的焊接電流、速度參數(shù)。2.技術(shù)要點與優(yōu)勢分析：（1）安全設計：需滿足ISO/TS15066標準，包括：表面無尖銳邊緣（避免劃傷）、關節(jié)采用柔性材料包裹；內(nèi)置力控算法（接觸力超過15N時立即停機）；配備急停按鈕與手控器雙保險。（2）感知系統(tǒng)：需集成高精度視覺傳感器（如3D結(jié)構(gòu)光相機，精度±0.05mm）識別零件位置；末端安裝微型力傳感器（量程0-5N，分辨率0.01N）檢測裝配壓力；通過編碼器實時監(jiān)控關節(jié)位置（精度±0.01°）。（3）編程方式：支持手動引導示教（操