《工业机器人操作与编程》试卷
考试班级：
一、填空题（每空1分，共15分）
1、工业机器人由 、 和 三个基本部分组成。
2、工业器人末端执行器的 和 简称为位姿。工业机器人的位置数据包括 和 。
3、程序名是用以识别存入控制器内存中的程序，在同一个目录下不能出现包含两个或更多拥有相同程序名的程序。程序名由字母、 、 组成长度不超过 个字符，。
4、动作类型是指工业机器人采用什么运动方式来控制到达指定位置的运动路径,下列不属于机器人动作类型有 、 和圆弧定位三种。
5、
6、子程序调用指令CALL (Program)是将程序控制转移到 ，并 。
7、位置寄存器轴指令可以将位置数据元素的值，或两个数据的和、差、商、余数等赋值给指定的 。
二、选择题（每题2分，共20分）
1、工业机器人一般有四个坐标系，下列不属于机器人坐标系的是（ ）
A、基坐标系 B、关节坐标系
C、工具坐标系 D、外部坐标系
2、位置寄存器轴指令在位置寄存器上完成计算操作。PR[i, j]中的元素 i 和J分别代表。（ ）
A、i代表R寄存器的序号，j代表R寄存器元素序号
B、i代表R寄存器元素序号，jR寄存器的序号
C、i代表位置寄存器的序号，j代表位置寄存器元素序号
D、i代表位置寄存器元素序号，j代表位置寄存器的序号
3、标签指令LBL用于指定程序执行的分支跳转的目标。标签指令一经执行，对于（ ）是适用的。
A、条件指令
B、等待指令
C、无条件跳转指令
D、条件指令、等待指令和无条件跳转指令
4、下列关于机器人安全操作描述正确的是( )。
A、调试人员进入机器人工作区域时，必须随身携带示教器，以防他人误操作。
B、用示教盒操作机器人及运行作业时，请确认机器人动作范围内没有人员及障碍物。
C、机器人处于自动模式时，任何人员都不允许进入其运动所及的区域。
D、以上都正确
5、标签指令LBL[value] 中的value可以取（ ）。
A、R[i] B、P[i]
C、PR[i] D、常数
6、装盘码垛是指在托盘上装放同一形状的立体形包装物品，可以采取各种交错咬合的办法码垛，这样可以保证托盘具有足够的稳定，甚至不需要再用其他方式加固。下列属于托盘上货体码放方式的是 ( )。
A、重叠式 B、纵横交错式
C、正反交错式 D、旋转交错式
E、以上都是
7、在执行以下程序过程中，工业机器人将调用几次abc子程序（ ）
R[1]=1
LBL [1]
IF R[1]>4 JMP LBL[2]
CALL abc
R[1]= R[1]+1
JMP LBL[1]
A、5次 B、4次
C、3次 D、6次
8、在托盘上装放同一形状的立体形包装物品，可以采取各种交错咬合的办法码垛，这样可以保证托盘具有足够的稳定性。相邻两层物品的摆放旋转90°角，一层呈横向放置，另一层呈纵向放置。层间有一定的咬合效果，这种码放方式是（ ）。
A、重叠式 B、纵横交错式
C、正反交错式 D、旋转交错式
9、由P[1]点开始沿着过P[2]点的圆弧以2000mm/sec的速度运动至P[3]点的程序为( )。
A、C P[1] P[2] P[3] 2000mm/sec FINE
B、C P[1] P[2] 2000mm/sec FINE
C、C P[1] P[3] 2000mm/sec FINE
D、C P[2] P[3] 2000mm/sec FINE
10、机器人运动的进给速度，由程序指令直接指定，直线运动指令的进给速度的单位可以为( )。
A、mm/sec B、cm/min
C、inch/min D、以上都可以
三、 简答题（共25分）
1、简述工件坐标系的三点标定法？（5分）
2、当工业机器人所使用的工具的TCP点相对与默认工具0的坐标方向没变，只是TCP相对于工具0的Y方向和Z正方向偏移了200mm时，如何建立工具坐标系？（10分）
3、示教编程与离线编程的优缺点？（10分）
四、编程操作题（每题20分，共40分）
1、如图所示图形边长都为50mm。试编制程序控制工业机器人在平面内画出该图形。
。（10分）
2、下图为机器人码垛任务中工件的排放位置，图中工件的长度为300mm，宽度为200mm，高度为100mm，试使用位置寄存器轴指令PR[i, j]，编制机器人移动到各个位置中心点的程序。（10分）
组织教学： 课堂秩序整顿和考勤。 问题回顾： 导入新课 情境设计二、实验内容总结讨论-课程复习 结合以前课程实验开始之前，各组布置的任务： 【任务布置】 第一组、耐油胶管配方设计 第二组、耐热输送带覆盖胶的配方设计 第三组、胶鞋鞋大底配方设计 第四组、纺织胶辊、胶圈配方设计 第五组、耐酸密封圈配方设计 第六组、桥梁减震垫配方设计 提出相应要求： 查各制品的国标或行标或企业标准，确定其性能指标；结合具体制品结构及性能要求，进行配方及工艺设计。配方设计包括：设计该制品的典型配方，并对配方进行分析论证（各配合体系的选择与论证）；设计验证试验：实验仪器与设备，各种工艺条件的选择（塑炼、混炼过程、硫化参数的测定、试样硫化），性能测试方法和操作规程，试验结果与讨论，实验结论与改进方法等。 教师总结实验过程中出现的主要问题，并对各小组汇报同学提出要求： 实验汇报的具体要求如下： 1、实验结果与性能指标的对比分析； 2、实验过程中存在的问题与不足（从配方及整个实验工艺过程进行分析思考）； 3、配方及工艺过程的改进； 4、实验的收获、心得。 各小组分组汇报实验内容、实验结果、实验结果的分析与讨论，实验过程中遇到的问题等 参考知识内容： 1、耐油胶管配方设计 （1）使用环境条件：近年来，随着军备器械及交通运输车辆的高性能化，含有多种不同官能团、具有多种功能的合成油品被开发出来。相应配套耐油胶管的，性能也逐渐苛刻化。如输运油品的胶管胶料要求耐热(100℃)、耐寒(-45℃)、耐热氧、耐臭氧老化，耐油及优异的物理机械性能，其中耐油、耐高低温和耐老化性是主要的性能指标。 （2）性能要求： ①耐油性好； ②耐热、耐热氧、耐老化性能优异； ③承受较高的压力（具有适当的强伸性能）； ④耐曲挠性能较好； ⑤使用寿命长。 （3）配合体系的选择： A、胶种选择：一般根据工作介质和工作温度确定，如燃油、液压油、机油等，温度在150℃以下，多选用NBR，或与适量氯丁橡胶并用，也可与其他高聚物如PVC等共混，以获得较好的耐油性和综合性能；当实用温度高于150℃，可选用氢化、氟橡胶、氟硅橡胶等。 B、硫化体系：采用NBR的耐油胶管胶料，一般以低硫配合的有效或半有效硫化体系效果较好。采用DCP硫化的NBR具有压缩永久变形小，耐热、耐低温性能好，不易焦烧和贮存稳定性好，缺点是伸长率低、耐撕裂性能差、硫化速度慢，可选用低硫或无硫配合，也可采用DCP-硫磺/促进剂复合硫化体系，促进剂DM、CZ、TMTD等。 C、补强填充体系：补强剂通常可以用高耐磨CB或通用炉黑或其余半补强炭黑的并用，用量为30—50质量分数。填充剂以碳酸钙、陶土等无机填料为主。 D、软化剂：应以不易被输送的介质油抽出为宜。在满足工艺的情况下，软化剂的用量应尽可能的减少。在以NBR为主要生胶材料的体系中，以脂类软化增塑剂如DBP、DOP等的效果较好。 E、防老剂：应选用不容易被介质抽出的防老剂，如防MB、RD、4010NA、A、D等。 配方示例： 如：NBR 100，氧化锌 5，SA 1，防RD 1，防MB 1，喷雾炭黑 40，HAF 55，DBP 10，葵二酸二丁酯 15，DCP 2，促CZ 1.5，促M 0.5，硫磺 0.3等。（65±5） 2、耐热输送带覆盖胶配方设计 （1）使用环境条件： 耐热输送带主要用于运送温度较高的物料，广泛应用于冶金、建材、化工等行业，如球团矿石、水泥熟料、烧结矿等。耐热输送带由3部分组成：1)覆盖胶；2)缓冲胶(又称过渡层)；3)帆布擦贴胶。按照HG／T2297—19926《耐热输送带》标准规定，耐热输送带分3个型号。l型：可耐不高于100℃试验温度，代号T1；2型：可耐不高于120℃试验温度，代号T2；3在线编程和离线编程的特点型：可耐不高于150℃试验温度，代号T3。主要性能要求硬度老化后与老化前之差小于±20；拉伸强度变化率小于30%；拉断伸长率变化率小于50%。 （2）性能要求：（T1型） •良好的耐热性，在100℃条件下长期使用，在高于100℃短期使用； •不但要在常温下有较好的耐磨性，而且要求在高温条件下不劣化。 •硫化前要有一定的自粘性和与缓冲胶的互粘性，硫化后有较高的粘合强度 •硬度和拉伸性能达到要求 •较长的焦烧时间及较好的加工工艺性能 •压出物表面光滑，尺寸稳定性好 （3）耐热运输带的相关标准 （1）帆布芯耐热输送带GB/T 20021-2005
（4）耐热运输带的配方示例分析
①生胶：（三元乙丙橡胶100） 耐热输送带覆盖胶最常用的橡胶品种是SBR，IIR和EPR。目前，SBR是最常用的，但它只适合在12O℃ 以下使用；IIR的耐高温性能比SBR好，但工艺性能差，价格又太高，国内使用得很少；EPR耐热性能和价格都比较适中，适于生产耐热输送带。 EPR的耐热性良好，长期使用也不易龟裂，受热后硬度虽然也升高，但升高程度比SBR低得多，而且硬度升高后，其耐磨性能还有所改善。EPM 硫化太慢，因此生产中多采用EPDM。另外，我国国内已有EPDM 在大量生产，价格也比IIR便宜得多。 ②硫化体系：过氧化物硫化胶料的耐热性最好，但硫化速率较慢。为了提高硫化速度，可以加入少量硫黄和促进剂。 ③填充补强体系：（中超耐磨炉黑50）胶料的强度较高，硬度适中，耐磨性较好。 ④软化增塑体系:（四线油15、歧化松油5）加入软化剂可大大提高EPDM 的自粘性和拉断伸长率，但是用量过多会降低胶料的耐热性能。 ⑤防护体系：（防老剂D 2）延缓橡胶的老化，延长制品的使用寿命。 3、胶鞋鞋大底配方设计 （1）使用环境条件及性能要求： 鞋大底是胶鞋接触地面，并承受随频繁磨擦、受压及弯曲的部分，因此规定它必须具备良好的耐磨性、耐屈挠性、弹性和一定的强力。胶料要求柔软，收缩小和黏着性好。 （2）鞋大底性能指标要求：
注：适用于以橡胶为主的材料，经模压制成的鞋底、鞋跟、便鞋底片、鞋底片（不包括微孔底），但不适用于耐酸、耐碱、耐油、耐热，耐电等特殊用途的鞋底、跟。 （3）典型胶鞋鞋大底配方举例：
1 生胶体系： 目前黑大底多采用天然胶与丁苯胶、天然胶与顺丁胶或天然、丁苯、顺丁并用。不同胶种并用时，主要考虑它们之间溶解度参数要相近，使掺用后胶相结构均匀细致，同时还要注意补强剂等在两相中均匀分散，并用胶达到共硫化和同步硫化。含胶率宜控制在35～40％. 在NR使用上，黑大底一般使用4＃、5＃胶，浅大底采用1＃、2＃、3＃烟片胶或标准胶1＃或白绉片胶，浅大底橡胶选择仍以天然胶为主. 选用的合成胶有非污染丁苯胶SBR1502，一般用量不超过10％，溶聚丁苯可用到40％；顺丁胶因物理性能较低，一般不超过20％。至于耐油大底则使用胶或与氯丁胶并用。 胶鞋大底用再生胶有胎面再生胶、胶面胶鞋再生胶和布面胶鞋再生胶等。含胶率一般控制在37～42％，掺用再生胶一般用胎类再生胶；如果鞋类再生胶物理性能较好时，也可两种再生胶并用，如含胶率降低到33～35％，再生胶用量可达50～60份。 2硫化体系： 硫化体系按并用，橡胶特点可采用低硫高促体系，以克服合成胶硫化速度慢的缺点。例如，1.7～2.0份的硫黄及总量在1.5～1.8份的并用促进剂。通常选择能赋于胶料良好物理机械性能，硫化平坦性好，防焦烧性好及不污染、不变、不喷出等的促进剂。促进剂可采用M+D+DM（AB型）或M+D+CZ（ABN型）系统，常用的为促进剂M、促进剂DM与促进剂D并用。 在使用多量高耐磨炭黑的情况下，因胶料易于焦烧，可使用促进剂CZ、NOBS（NOBS因有一定毒性尽量不用或少用）等后效性促进剂。 硫黄用量一般为2.5份左右，硫黄的用量要根据丁苯橡胶、顺丁橡胶用量的增加应相应减少。氧化锌用量一般为3～5份。硬脂酸用量一般为1～3份。 浅大底硫化体系因白炭黑及陶土等有迟延硫化的作用，硫黄一般用量为2.2～2.6份，促进剂可采用AB型或ABN型。在白胶料中促进剂D有污染变现象，使用时用量不宜太大。 3填充补强体系： 浅大底应使用无污染性补强剂，如白炭黑、白陶土、木质素等。加入白炭黑时需使用醇类二甘醇（一缩二乙二醇）、甘油（丙三醇）或三乙醇胺等活性剂；使用陶土时需使用含有－COOH类的活性剂，如硬脂酸（一般用量3～5份）。 4软化增塑体系: 根据所选用生胶种类，选择适当的软化增塑剂，以改善胶料的加工工艺性能及互粘性。 5防护体系： 防老剂用量一般为1～1.5份，要求选用耐屈挠、耐空气和日光老化性好的品种。 防老剂以往多用防老剂A或防老剂D单用或并用，近年来防老剂RD和BLE已逐步代替防老剂D，为改善鞋底的耐屈挠性能，也适当使用适量的防老剂BLE、4010NA、AW、H等。浅大底防老剂选用防老剂MB、SP、DOD，246，2246等非污染性防老剂，以保持颜鲜艳。 4、纺织胶辊、胶圈配方设计 （1）性能要求：适当的硬度和弹性，以便有效地握持纤维进行牵伸；有不绕花的性能，即高度光滑、无毛刺、不粘滞、吸湿和放湿能力；表面摩擦系数小、抗静电性能好；耐磨性好、变形小、寿命长；耐油耐老化性能。 （2）配合体系： A、胶种：常用NBR。 B、硫化体系：硫磺-促进剂体系硫磺用量较高，一般在7-10质量份，以获得所需之硬度。促DM、CZ、D等。硬度较高的常加入少量的防焦剂，防止焦烧。 C、专业助剂：明胶。用量在30-50份，可使得胶料具有优异的抗压缩变形抗静电及良好的吸湿、放湿功能。 D、填充体系：防止污染常用浅填充剂，如白炭黑、陶土、碳酸镁等。用量通常在30-55份，配以适当的偶联剂或活性剂二甘醇。 E、防护体系：防4010NA、防D、AW并用，不仅提高耐臭氧、耐屈挠，延长使用寿命。 F、软化体系：一般选用酯类增塑剂，苯二甲酸二丁酯，一般在10以下。 G、抗静电剂：如抗SN，TM，PES，乙炔炭黑等。 5、耐酸密封圈配方设计 （1）性能要求 优异的耐天候老化、耐臭氧化性能，保证具有较长的使用寿命；压缩永久变形小、耐寒性好，保证较好的密封性能；压出工艺性能好。 （2）配合体系 A、生胶：一般选用耐老化、耐臭氧老化性能好的EPDM和CR。前者使用寿命长可达10年以上。为降低成本、改善工艺性能，可采用EPDM和NR并用方式。 B、补强填充体系：一般根据工作压力确定密封圈的硬度，分为60±5，70±5，80±5，90±5级别。一般采用增加或降低炭黑用量实现。采用热裂炭黑或喷雾炭黑，压缩永久变形小、生热低、接触压力大等特点。 C、防护体系：采用防老剂和抗氧剂并有效果好，如4010NA和RD、AW并用，再配以适量物理防老剂石蜡，以提高抗臭氧老化性能。 D、增塑剂：应选用不易挥发、不易迁移的品种，一般在EPDM中加入石蜡油、环烷油，CR中采用变压器油。 E、特殊助剂：在实心胶条中加入5-10份氧化钙，粒度应在400目以上，且先与油类制成膏状物加入胶料。 典型配方举例： 如EPDM 100，氧化锌 5，SA 1，氧化钙 5，SRF 40，石蜡油 20，促M 1，促TMTD 1.1，DTDM 2.5，硫磺 0.8。 6、桥梁减震垫配方设计 （1）性能要求 具有一定的动态阻尼性能，以提供良好的减震效果；与各种金属具有良好的粘合性，粘合强度高；适宜的弹性模量，减小硫化胶的蠕变；良好的耐疲劳、耐动态老化性能。 （2）配合体系： A、生胶：通用可采用NR或NR/BR并用；耐天候老化选用氯丁橡胶等。 B、硫化体系：在硫化胶网络结构中，交联键中硫原子及游离硫越少，交联越牢固，硫化胶弹性模量越大，阻尼系数越小。 C、填充体系：随着炭黑粒径减小、活性增大、用量增加，减震橡胶的阻尼系数和模量也随之提高。 D、增塑剂：降低Tg和改善加工性能之外，使阻尼转变区变宽。一般满足极性相匹配，对于NR，采用松焦油、锭子油等增塑剂；对于NBR，采用苯二甲酸二丁酯等。 如NR 100，氧化锌 10，硬脂酸 1.5，石蜡 1，防 D 1，防4010NA 1，HAF 25，松焦油 6，促进剂CZ 0.6，促TMTD 0.1，硫磺 2.5。 课堂总结 1、各小组实验过程中遇到的问题；实验结果的分析讨论；如何开展下次实验内容 课程复习提纲 ： 1、橡胶配方、基础配方、性能配方的定义？配方设计的定义？ 2、橡胶配方的表示形式、不同表示形式之间的换算、含母炼胶配方的转换计算、配方成本计算（单位体积成本、单位质量成本、配方胶料成本）、降低成本的措施？ 3、配方设计的基本原则与程序？ 4、如何从配方设计的角度，提高胶料的硬度？提高胶料的拉伸强度？ 5、硫化返原的定义？原因？解决措施？ 6、何谓压出膨胀？压延及压出对胶料有哪些性能要求？ 7、何谓喷霜？喷霜的三种形式？解决措施？ 8、何谓焦烧？焦烧性与生胶结构、硫化体系、填充体系、软化和防护体系的关系？ 9、如何结合具体橡胶制品，确定生胶及各种配合剂的加料顺序？如何设计其加工的基本工艺过程？ | 考勤 (2 min) 新课导入 任务要求 任务、汇报的要求 任务实施 总结布置 5 min | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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