附件2

第三屆廣東省工業機器人技術應用技能

競賽暨2021年全國工業和信息化技術技能

大賽工業機器人系統運維員（工業機器人

技術應用）賽項廣東省選拔賽

理論知識命題方案及樣題

第一部分：理論知識命題方案

為了參賽選手更有效的備賽，以及確保競賽組織的嚴密

性和有效性，根據第三屆廣東省工業機器人技術應用技能競

賽暨2021年全國工業和信息化技術技能大賽工業機器人系

統運維員（工業機器人技術應用）賽項廣東省選拔賽的技術

方案，對理論知識部分比賽的命題工作做一個細化說明。

一、理論知識比賽的范圍及所占總分比例

理論知識比賽的知識范圍分6個模塊，分別是：工業機

器人技術，占60%；機電一體化，占10%；電氣自動化，占

10%；機械制造，占10%；生產制造執行系統（MES），占

5%；數字孿生，占5%。

二、試題類型和分值

試題全部是客觀題，分別是：（1）單項選擇題；（2）多

項選擇題；（3）判斷題。比賽試題由50道單項選擇題、20

道多項選擇題、40道判斷題組成，共計110道題目，題目總

分100分，其中單項選擇題每題1分、多項選擇題每題1.5

1/41

分、判斷題每題0.5分。

三、理論知識比賽時間

理論知識比賽時間為1小時。

四、考試方式

采用計算機考試。

五、命題和組卷方式

命題采用專家命題，建立具有一定規模的比賽題庫，采

用按比例隨機組卷的方式生成理論試題。

六、復習參考書

每項內容指定1-2本復習參考書，復習參考書的選取范

圍以職業院校現行的教材或最新的權威教材為主，在命題時

避免題目的二義性，如果發生則以指定參考書的表述為準。

供參考教材清單如下：

（一）工業機器人技術

李瑞峰，工業機器人設計與應用[M].哈爾濱：哈爾濱工

業大學出版社。

徐國林，PLC應用技術[M].北京：機械工業出版社，第

1版。

（二）機電一體化

丁金華，王學俊，魏鴻磊．機電一體化系統設計[M].北

京：清華大學出版社，2019。

（三）電氣自動化

寧秋平，馬宏騫，電工技術基礎及應用項目教程[M].北

京：電子工業出版社，第4版。

2/41

（四）機械制造

朱秀琳，機械制造基礎[M].機械工業出版社，第2版。

高英敏，機械設計基礎[M].機械工業出版社。

（五）生產制造執行系統（MES）

黃培，MES選型與實施指南[M].機械工業出版社，第1

版。

彭振云，高毅，唐昭琳，MES基礎與應用[M]，機械工

業出版社，第1版。

（六）數字孿生

陳根，數字孿生[M].電子工業出版社，第1版。

七、賽卷各模塊的題目類型和數量分配

根據賽卷的各模塊占比，綜合計算，按如下方式分配題

目數量。

表1賽卷的題目類型數量和理論知識模塊對照表

理論工業生產

機電電氣

序模塊機器機械制造數字小

一體自動

號題目人技制造執行孿生計

化化

類型術系統

1單項選擇題305553250

2多項選擇題122221120

3判斷題244442240

合計6611111165110

3/41

八、比賽題庫各模塊知識點（考核點）命題分解

表2工業機器人技術模塊命題點分布

知識點（考核點）單選題多選題判斷題

序

難度難度難度難度難度難度難度難度難度

號一級二級

低中高低中高低中高

1-1-1工業機器人

51431362

的定義及發展

工業機器人

1-1-2工業機器人

1的發展概況9193624123

的分類

及基本組成

1-1-3工業機器人

1526510511187

基本組成及特征

工業機器人1-2-1工業機器人

2412142261

安全操作規的安全操作規范

4/41

范1-2-2工業機器人

25237

的維護保養

1-3-1工業機器人

514525233

工業機器人結構組成及特征

3

的結構1-3-2工業機器人

44256175

的傳動機構

1-4-1機器人運動

216311272

方程

工業機器人

1-4-2機器人運動

4的運動學及1024102845176

分析

動力學

1-4-3機器人系統

1623242

動力學

5工業機器人1-5-1驅動系統71354846152

5/41

的控制1-5-2控制系統8259315815299

移動輸送系

1-6-1移動輸送系

6統結構及控272213

統結構及控制

制

1-7-1編程語言36212142

工業機器人

71-7-2工業機器人

的編程41123254

的編程

1-8-1感知技術概

機器人的視58414381

述

8覺傳感器系

1-8-2視覺傳感技

統121172151

術

機器人的接1-9-1接近、力覺

92713251

近、力覺和和壓覺傳感器

6/41

壓覺傳感器

1-10-1PLC的歷343111232

史和發展

1-10-2PLC的組794341342

PLC控制系成

10

統1-10-3PLC的基411101335810

本工作原理

1-10-4PLC的特343233274

點與應用

分類小計1062476830102408319366

總計421172342

題量要求（不少于）390156312

7/41

表3機電一體化模塊命題點分布

知識點（考核點）單選題多選題判斷題

序

難度難度難度難度難度難度難度難度難度

號一級二級

低中高低中高低中高

2-1-1機電一體化

2111

的基本概念

機電一體

2-1-2機電一體化

1化發展概1111

關鍵技術

況

2-1-3機電一體化

111221

系統的發展

機械部件2-2-1概述11

2的選擇及2-2-2機械傳動部

21111

應用件的設計要求及原

8/41

則

2-2-3機械傳動部

2511241

件

執行部件2-3-1執行元件2311

3的選擇及2-3-2常用控制電

311111

應用機

2-4-1計算機控制

控制系統141111

技術

4的選擇及

2-4-2控制系統接

應用111

口技術

常用傳感2-5-1傳感器概述121111

5器控制原

2-5-2常用傳感器153121

理及應用

9/41

常用電氣

2-6-1常用電氣控

6控制原理241121261

制

及應用

2-7-1數據與信息221

信息技術

72-7-2人工智能及

應用12111

應用

微電子技

82-8-1微電子技術1311141

術應用

信號變換2-9-1檢測變換基

9131111

技術應用本電路

極限配合2-10-1極限與配合1141

10及常用傳2-10-2常用傳動機3221111

動機構構

10/41

液壓與氣2-11-1液壓與氣動11151

11

動基礎

分類小計21421321611133611

總計762960

題量要求（不少于）652652

表4電氣自動化模塊命題點分布

知識點（考核點）單選題多選題判斷題

序

難度難度難度難度難度難度難度難度難度

號一級二級

低中高低中高低中高

3-1-1電路中的基本物

直流23153

1理量

電路

3-1-2電路的等效化簡4151

11/41

3-1-3支路電流法和疊

112

加定理

3-1-4戴維寧定理和最

14122

大功率傳輸定理

3-2-1變壓器工作特性3335

電磁

23-2-2互感電路工作特

學34231

性

3-3-1正弦交流電的認

1322

識與測量

交流3-3-2正弦信號激勵下

32121

電路R、L、C的特性

3-3-3正弦信號激勵下

131

RL、RC串聯電路的特

12/41

性

3-3-4RLC串聯諧振電

321

路

3-3-5三相交流電路工

331115

作特性

非正3-4-1非正弦周期信號111

4弦電

3-4-2非正弦周期函數11

路

過度3-5-1動態電路工作特

52151

過程性

常用3-6-1常用電工測量儀

525

6電工表的認識和使用

儀表3-6-2常用電量的測量2122

13/41

3-6-3電路元件的檢測11111

3-6-4電路中電位的測

1113

量及故障檢測

3-6-5電路中電壓和電

1111

流的分配關系

3-7-1傳感器與檢測技

112

術應用

3-7-2自動控制原理及

1111

電氣應用

7

測量3-7-3電力電子技術應

111

用

3-7-4電力拖動技術應

111

用

14/41

3-7-5數字電路和模擬

2121

電路理論基礎內容

分類小計343922665610

總計753266

題量要求（不少于）652652

表5機械制造模塊命題點分布

知識點（考核點）單選題多選題判斷題

序

難度難度難度難度難度難度難度難度難度

號一級二級

低中高低中高低中高

機械制圖4-1-1機械制圖的

1的基本知基本知識與國家標11111

識與技能準

15/41

4-1-2投影幾何的

11112111

基本理論

4-1-3零件圖與裝

21122211

配圖的畫法

4-1-4尺寸公差、表

12211122

面粗糙度的標注

4-2-1材料的性能

3411221

與試驗方法

機械產品

4-2-2材料的選用211111

材料的基

24-2-3常用金屬材

本知識與32311111

料的熱處理方法

技能

4-2-4常用金屬材

1211111

料的選用

16/41

4-3-1機械零、部件

221111211

機械產品的設計

設計的基4-3-2常用零件機

311211111

本知識與械加工方法與裝備

技能4-3-3先進制造技

122122

術

制定工藝4-4-1機械加工工

24211111

過程的基藝基礎知識

4

本知識與4-4-2典型零件的

12111111

技能加工工藝過程

分類小計2125197154141612

總計652642

17/41

表6生產制造執行系統（MES）命題點分布

知識點（考核點）單選題多選題判斷題

序

難度難度難度難度難度難度難度難度難度

號一級二級

低中高低中高低中高

5-1-1MES的特點和

111

基本性能需求

5-1-2MES的核心功

111

系統搭能需求

1建與設5-1-3MES信息集成

2214

置需求

5-1-4MES應用實施

13

分析概述

5-1-5MES項目總體112

18/41

推進過程

5-1-6MES需求分析

1132

方法

5-2-1車間生產運行

11

管理活動

5-2-2從傳統車間到

車間資1

數字化車間

源管

5-2-3MES的功能結

2理、人1

構和軟件組成

員管理

5-2-4MES在實現車

與配置1

間數字化中的應用

5-2-5相關配套領域

1

—工業4.0、智能制

19/41

造、工業互聯網

5-3-1設備信息與分

1

設備管類

3理與配5-3-2設備臺賬1

置5-3-3故障字典1

5-3-4設備維護1111

物料管5-4-1物理需求計劃111

4理與配5-4-2制造資源計劃11

置5-4-3企業資源計劃11

生產數5-5-1MES的基礎數

2

據、數據需求

5

據庫操5-5-2MES的數據采

22221

作與管集需求

20/41

理5-5-3生產資源管理1

5-5-4產品定義管理11

5-5-5生產資源模型11

5-5-6產品定義模型1

5-6-1制定生產計劃

11

和排產

5-6-2任務分派與生

11

生產過產執行

6

程管理5-6-3生產跟蹤控制

1

與績效分析

5-6-4企業的分層生

1

產計劃體系

7制造執5-7-1MES應用成熟112

21/41

行系統度模型

優化5-7-2基于應用成熟

1

度模型的評估方法

5-7-3MES市場分析2

5-7-4MES市場主流

11

供應商及產品分析

5-7-5MES市場發展

1

趨勢

分類小計181296631667

總計（實際）391529

題量要求（不少于）391326

22/41

表7數字孿生模塊命題點分布

知識點（考核點）單選題多選題判斷題

序

難度難度難度難度難度難度難度難度難度

號一級二級

低中高低中高低中高

數字孿6-1-1數字孿生與云端11

生與工6-1-2數字孿生與工業

11

業互聯互聯網

1

網及制

造大數6-1-3數據采集和傳輸1

據

生產過6-2-1數字孿生技術體

11111

2程規系

劃、生6-2-2數字孿生體與生11111

23/41

產布局命周期管理

6-2-3數字孿生與車間

111

生產

6-2-4數字孿生與智能

111

制造

6-2-5數字孿生與工業

1

邊界

6-3-1數字孿生與計算

111

生產過機輔助設計

程仿6-3-2數字孿生與物理

311

真、虛實體

實結合6-3-3產品數字孿生體1112232

6-3-4虛擬現實呈現1

24/41

6-4-1數字孿生的創建1111

6-4-2基于數字孿生的

1

生產效復雜產品裝配工藝

4率及產6-4-3數字孿生生產的

111

量優化發展趨勢

6-4-4數字孿生技術的

11

價值體現及意義

6-5-1數字孿生體與生

過程監1

命周期管理

5測診斷

6-5-2數字孿生生產的

與維護1

發展趨勢

數字孿6-6-1數字孿生技術發

6111131

生技術展的新趨勢和擴展需

25/41

面臨的求

挑戰與

6-6-2數字孿生的五維

發展趨1112

模型

勢

分類小計11875621367

總計（實際）261326

題量要求（不少于）261326

26/41

第二部分：理論知識比賽樣題

考試時間：60分鐘考試形式：上機考試

一、單項選擇題（共50題，每題1分，共50分）

1．繪圖時，用下列比例畫同一個物體，哪個圖形畫得最小

（）。

A1:10B1:5

C1:1D2:1

2．符號表示（）獲得表面。

A車削B銑削C去除材料方法

D不去除材料方法

3．鋼的調質處理是由（）組成的復合熱處理工藝。

A淬火+高溫回火B淬火+中溫回火

C淬火+低溫回火D淬火+時效

4．在某機床上加工某零件時，先加工零件的一端，然后調

頭再夾緊零件加工另一端，這應該是（）。

A一個工序、一次安裝B一個工序、兩次安裝

C兩個工序、一次安裝D兩個工序、兩次安裝

5．加工箱體類零件，在選擇精基準時，應優先考慮（）。

A基準重合B基準統一

C互為基準D自為基準

6．MF47型萬用表測量直流電壓，正確的方法是（）。

27/41

A黑表筆接被測電壓的正極B紅表筆接被

測電壓的正極

C選擇開關置交流電壓檔D隨意連接

7．以下顏色不屬于相色顏色的是（）。

A白B黃C綠D黑

8．下面給出的量中，不屬于電工測量對象的是（）。

A電功率B磁通量

C流量D頻率

9．在文字符號標志的電阻法中，4K5的阻值是（）。

A450KΩB45KΩ

C4.5KΩD4x105KΩ

10．降壓變壓器的電壓比K（）。

AK>1BK<1CK=1D不確定

11．MES具有一下哪些特性：信息中樞、實時性高、個性化

差異大、（）、軟硬一體化集成運行。

A二次開發較多B可擴展

C不可視性D永久性

12．制造企業MES中的數據采集是一件（）、覆蓋面廣、

技術要求高、執行難度大的工作。

A理論性強B工程實踐性強

C電子化高D可靠性高

13．總體來說，MES應用成熟度評估過程分為四步:a確定成

熟度模型；b給出分數與等級；c現場訪談收集資料；d基于

問題的評價。這四步的正確順序是（）。

28/41

AacdbBabcd

CacbdDcdba

14．在絕大多數場合中，CAD模型就像象棋里面一個往前沖

的小卒；數字孿生則不同，它與物理實體的產生是（）。

A可以自我進化的B隔離的

C一樣的D步步相連的

15．車間生產以流程為核心，而數字孿生是以（）為核

心。

A流程B數據

C模型D資產

16．機電一體化一詞最早（1971年）起源于（）。它

取英語Mechanics（機械學）的前半部分和Electronics（電子

學）后半部分組合而成。

A法國B日本

C美國D英國

17．步進電機是數字控制系統中的一種執行元件，其功能是

將（）變換為相應的角位移或直線位移。

A直流電信號B交流電信號

C計算機信號D脈沖電信號

18．在以下傳感器當中，（）屬于自發電型傳感器。

A電容式B電阻式

C壓電式D電感式

19．計算機病毒是（）。

29/41

A計算機系統自生的B一種人為特制

的計算機程序

C主機發生故障時產生的D可傳染疾病給

人體的

20．下列選項屬于方向控制閥的是（）。

A截止閥B溢流閥

C節流閥D減壓閥

21．自工業機器人誕生以來，（）行業一直是其應用的主

要領域。

A電子B汽車C通信D航天

22．世界上第一種機器人語言是美國斯坦福大學于1973年

研制的（）語言。

AALBLAM-S

CDIALDWAVE

23．目前，在工業機器人中主要使用的減速器是諧波齒輪減

速器和（）兩種。

ARV減速器B蝸桿減速器

C行星減速器D齒輪減速器

24．機器人是以控制論和（）為指導，綜合了機械學、微

電子技術、計算機、傳感技術等學科的成果而誕生的。

A系統論B科學方法論

C信息論D最優論

25．工業機器人由主體、（）和控制系統三個基本部分組

成。

30/41

A驅動系統B計算機

C機柜D氣動系統

26．目前工業機器人常用編程方法有（）和離線編程兩

種。

A軟件編程B示教編程

C計算機編程D在線編程

27．機器視覺系統是一種（）光傳感系統，同時集成軟硬

件，綜合現代計算機、光學和電子技術。

A非接觸式B接觸式

C自動控制D機械傳動

28．動力學主要是研究機器人的（）。

A動力源是什么B運動和時間的關系

C動力的傳遞與轉換D動力應用

29．對機器人進行示教時，模式旋鈕打到示教模式后，在此

模式中，外部設備的發出的自動啟動信號（）。

A有效B無效

C超前有效D滯后有效

30．伺服控制系統一般包括控制器、被控對象、執行環節、

比較環節和（）。

A轉換電路B存儲電路

C換向結構D檢測環節

31．作業范圍是機器人運動時（）或手腕中心所能到達

的所有點的集合，也稱為工作區域。

A手臂末端B大臂

31/41

C小臂D腕部末端

32．機器人（）揭示了操作空間與關節空間的映射關系。

A海森矩陣B雅可比矩陣

CDVI矩陣DSVS矩陣

33．（）觸覺傳感器主要由體積可變化的波紋管式密閉容

腔、內藏于容腔底部的微型壓力傳感器和壓力信號放大電路

組成。

A氣壓式BTIR式

C導電式D壓力式

34．機器人視覺可定義為從（）的圖像中提取、顯示和

說明信息的過程。

A一維環境B二維環境

C三維環境D四維環境

35．機器人即使控制不工作，機器人系統急停功能也應保持

（）。

A失電B不工作

C無效D有效

36．機器人的總線控制方式，由于生產工廠環境復雜，為了

減小信號在傳輸過程中的干擾，在現場總線設備間一般都采

用（）進行通信。

A模擬信號B數字信號

C電流信號D電壓信號

37．工業機器人的定位精度在運動過程中除受重力、抓取負

載作用外，還受（）的影響。

32/41

A驅動方式B自身慣性力

C工作空間D位置姿態

38．磁帶導航AGV搬運機器人主要功能集中在自動物流搬

運，磁帶導航AGV搬運機器人是通過特殊地標（）自動

將物品運輸至指定地點。

A推送B駕駛

C牽引D導航

39．機器人和操作員之間應保持距離。該距離應符合

ISO13855的要求。保持該距離失敗時，機器人應保護性（）。

A啟動B減速

C停止D增速

40．機器人系統操作之前，機器人（）應使用機器人制造商

提供的位置補償特性進行調整。

A作業坐標點B工具中心點

C本體中心點D大地坐標點

41．圖像采集單元將光學圖像轉換為（），然后再輸出至圖

像處理單元。

A模擬圖像B二維圖像

C圖片圖像D數字圖像

42．噴涂機器人的噴涂系統一般采用（）驅動，具有動作速

度快、防爆性能好等特點。

A氣動B電力

C液壓D步進電機

43．（）又稱為集散控制系統或DCS系統。

33/41

A分散控制系統B離散控制系統

C分布式系統D智能控制系統

44．機器人的（）是指單關節速度。

A工作速度B運動速度

C最大運動速度D最小工作速度

45．在安全角度考慮對機器人進行示教時，示教編程器上手

動速度應設置為（）。

A高速B中速

C低速D微速

46．世界上第一臺PLC是由（）研制出來的。

A中國B美國

C日本D德國

47．PLC通過（）連接外部設備，如打印機、圖形監

視系統等等。

A編程器B通信接口

C存儲器D擴展模塊

48．PLC的（）功能取代了傳統的繼電器控制。

A邏輯量控制B模擬量控制

C運動控制D數據處理

49．行程開關需要連接到PLC的（）接口。

A輸出B輸入

C模擬量D電源

50．在PLC的多種輸出方式中，繼電器輸出方式的特點是：

（）。

34/41

A負載能力強，動作頻率和響應速度慢B動作頻率

高，響應速度快，但帶負載能力小

C響應速度快，帶負載能力不大D動作頻率

低，帶負載能力小。

二、多項選擇題（共20題，每題1.5分，共30分。錯選、

多選均不得分，少選每正確1項得0.5分，最多得1分）

1．零件上常見的工藝結構有（）。

A倒角、倒圓B退刀槽

C砂輪越程槽D鉆孔、沉孔

2．配合有基孔制和基軸制兩種基準制，根據配合的性質不

同，可分為（）。

A基孔配合B過盈配合

C過渡配合D間隙配合

3．示波器測量信號的基本步驟（）。

A信號測量B倍率調節

C基本調節D顯示校準

4．正弦交流電的三要素是()。

A振幅B初相位

C相位差D角頻率

5．以下那些是MES的基礎數據需求（）。

A企業的組織結構B人員及角色

C設備資源D工藝流及操作規范

6．以下哪些是數字孿生的相關領域：（）。

A計算機輔助設計B工業互聯網

35/41

C智能制造D工業機器人

7．在機電一體化系統中，機械結構主要通過（）完

成規定的動作，傳遞功率、運動和信息，起支承、連接作用

等。

A執行機構B計算機

C傳動機構D支撐部件

8．氣源系統的工作過程包含（）等部分。

A空氣的壓縮B壓縮空氣的凈化

C壓縮空氣的儲存D壓縮空氣的輸送

9．機器人驅動方式有（）。

A電力驅動B氣壓驅動

C機械驅動D液壓驅動

10．工業機器人是一門多學科綜合交叉的綜合學科，它涉及

機械、（）等。

A電子B運動控制

C傳感檢測D計算機技術

11．機器人工作空間和（）等參數有關。

A自由度B載荷

C速度D關節類型

12．機器人力傳感器就安裝部位來講，可以分為（）。

A關節力傳感器B腕力傳感器

C視覺傳感器D指力傳感器

13．工業機器人一般包括哪些坐標系（）。

A世界坐標系