广东省选拔赛 理论知识命题方案及样题

附件2

第三届广东省工业机器人技术应用技能

竞赛暨2021年全国工业和信息化技术技能

大赛工业机器人系统运维员（工业机器人

技术应用）赛项广东省选拔赛

理论知识命题方案及样题

第一部分：理论知识命题方案

为了参赛选手更有效的备赛，以及确保竞赛组织的严密

性和有效性，根据第三届广东省工业机器人技术应用技能竞

赛暨2021年全国工业和信息化技术技能大赛工业机器人系

统运维员（工业机器人技术应用）赛项广东省选拔赛的技术

方案，对理论知识部分比赛的命题工作做一个细化说明。

一、理论知识比赛的范围及所占总分比例

理论知识比赛的知识范围分6个模块，分别是：工业机

器人技术，占60%；机电一体化，占10%；电气自动化，占

10%；机械制造，占10%；生产制造执行系统（MES），占

5%；数字孪生，占5%。

二、试题类型和分值

试题全部是客观题，分别是：（1）单项选择题；（2）多

项选择题；（3）判断题。比赛试题由50道单项选择题、20

道多项选择题、40道判断题组成，共计110道题目，题目总

分100分，其中单项选择题每题1分、多项选择题每题1.5

1/41

分、判断题每题0.5分。

三、理论知识比赛时间

理论知识比赛时间为1小时。

四、考试方式

采用计算机考试。

五、命题和组卷方式

命题采用专家命题，建立具有一定规模的比赛题库，采

用按比例随机组卷的方式生成理论试题。

六、复习参考书

每项内容指定1-2本复习参考书，复习参考书的选取范

围以职业院校现行的教材或最新的权威教材为主，在命题时

避免题目的二义性，如果发生则以指定参考书的表述为准。

供参考教材清单如下：

（一）工业机器人技术

李瑞峰，工业机器人设计与应用[M].哈尔滨：哈尔滨工

业大学出版社。

徐国林，PLC应用技术[M].北京：机械工业出版社，第

1版。

（二）机电一体化

丁金华，王学俊，魏鸿磊．机电一体化系统设计[M].北

京：清华大学出版社，2019。

（三）电气自动化

宁秋平，马宏骞，电工技术基础及应用项目教程[M].北

京：电子工业出版社，第4版。

2/41

（四）机械制造

朱秀琳，机械制造基础[M].机械工业出版社，第2版。

高英敏，机械设计基础[M].机械工业出版社。

（五）生产制造执行系统（MES）

黄培，MES选型与实施指南[M].机械工业出版社，第1

版。

彭振云，高毅，唐昭琳，MES基础与应用[M]，机械工

业出版社，第1版。

（六）数字孪生

陈根，数字孪生[M].电子工业出版社，第1版。

七、赛卷各模块的题目类型和数量分配

根据赛卷的各模块占比，综合计算，按如下方式分配题

目数量。

表1赛卷的题目类型数量和理论知识模块对照表

理论工业生产

机电电气

序模块机器机械制造数字小

一体自动

号题目人技制造执行孪生计

化化

类型术系统

1单项选择题305553250

2多项选择题122221120

3判断题244442240

合计6611111165110

3/41

八、比赛题库各模块知识点（考核点）命题分解

表2工业机器人技术模块命题点分布

知识点（考核点）单选题多选题判断题

序

难度难度难度难度难度难度难度难度难度

号一级二级

低中高低中高低中高

1-1-1工业机器人

51431362

的定义及发展

工业机器人

1-1-2工业机器人

1的发展概况9193624123

的分类

及基本组成

1-1-3工业机器人

1526510511187

基本组成及特征

工业机器人1-2-1工业机器人

2412142261

安全操作规的安全操作规范

4/41

范1-2-2工业机器人

25237

的维护保养

1-3-1工业机器人

514525233

工业机器人结构组成及特征

3

的结构1-3-2工业机器人

44256175

的传动机构

1-4-1机器人运动

216311272

方程

工业机器人

1-4-2机器人运动

4的运动学及1024102845176

分析

动力学

1-4-3机器人系统

1623242

动力学

5工业机器人1-5-1驱动系统71354846152

5/41

的控制1-5-2控制系统8259315815299

移动输送系

1-6-1移动输送系

6统结构及控272213

统结构及控制

制

1-7-1编程语言36212142

工业机器人

71-7-2工业机器人

的编程41123254

的编程

1-8-1感知技术概

机器人的视58414381

述

8觉传感器系

1-8-2视觉传感技

统121172151

术

机器人的接1-9-1接近、力觉

92713251

近、力觉和和压觉传感器

6/41

压觉传感器

1-10-1PLC的历343111232

史和发展

1-10-2PLC的组794341342

PLC控制系成

10

统1-10-3PLC的基411101335810

本工作原理

1-10-4PLC的特343233274

点与应用

分类小计1062476830102408319366

总计421172342

题量要求（不少于）390156312

7/41

表3机电一体化模块命题点分布

知识点（考核点）单选题多选题判断题

序

难度难度难度难度难度难度难度难度难度

号一级二级

低中高低中高低中高

2-1-1机电一体化

2111

的基本概念

机电一体

2-1-2机电一体化

1化发展概1111

关键技术

况

2-1-3机电一体化

111221

系统的发展

机械部件2-2-1概述11

2的选择及2-2-2机械传动部

21111

应用件的设计要求及原

8/41

则

2-2-3机械传动部

2511241

件

执行部件2-3-1执行元件2311

3的选择及2-3-2常用控制电

311111

应用机

2-4-1计算机控制

控制系统141111

技术

4的选择及

2-4-2控制系统接

应用111

口技术

常用传感2-5-1传感器概述121111

5器控制原

2-5-2常用传感器153121

理及应用

9/41

常用电气

2-6-1常用电气控

6控制原理241121261

制

及应用

2-7-1数据与信息221

信息技术

72-7-2人工智能及

应用12111

应用

微电子技

82-8-1微电子技术1311141

术应用

信号变换2-9-1检测变换基

9131111

技术应用本电路

极限配合2-10-1极限与配合1141

10及常用传2-10-2常用传动机3221111

动机构构

10/41

液压与气2-11-1液压与气动11151

11

动基础

分类小计21421321611133611

总计762960

题量要求（不少于）652652

表4电气自动化模块命题点分布

知识点（考核点）单选题多选题判断题

序

难度难度难度难度难度难度难度难度难度

号一级二级

低中高低中高低中高

3-1-1电路中的基本物

直流23153

1理量

电路

3-1-2电路的等效化简4151

11/41

3-1-3支路电流法和叠

112

加定理

3-1-4戴维宁定理和最

14122

大功率传输定理

3-2-1变压器工作特性3335

电磁

23-2-2互感电路工作特

学34231

性

3-3-1正弦交流电的认

1322

识与测量

交流3-3-2正弦信号激励下

32121

电路R、L、C的特性

3-3-3正弦信号激励下

131

RL、RC串联电路的特

12/41

性

3-3-4RLC串联谐振电

321

路

3-3-5三相交流电路工

331115

作特性

非正3-4-1非正弦周期信号111

4弦电

3-4-2非正弦周期函数11

路

过度3-5-1动态电路工作特

52151

过程性

常用3-6-1常用电工测量仪

525

6电工表的认识和使用

仪表3-6-2常用电量的测量2122

13/41

3-6-3电路元件的检测11111

3-6-4电路中电位的测

1113

量及故障检测

3-6-5电路中电压和电

1111

流的分配关系

3-7-1传感器与检测技

112

术应用

3-7-2自动控制原理及

1111

电气应用

7

测量3-7-3电力电子技术应

111

用

3-7-4电力拖动技术应

111

用

14/41

3-7-5数字电路和模拟

2121

电路理论基础内容

分类小计343922665610

总计753266

题量要求（不少于）652652

表5机械制造模块命题点分布

知识点（考核点）单选题多选题判断题

序

难度难度难度难度难度难度难度难度难度

号一级二级

低中高低中高低中高

机械制图4-1-1机械制图的

1的基本知基本知识与国家标11111

识与技能准

15/41

4-1-2投影几何的

11112111

基本理论

4-1-3零件图与装

21122211

配图的画法

4-1-4尺寸公差、表

12211122

面粗糙度的标注

4-2-1材料的性能

3411221

与试验方法

机械产品

4-2-2材料的选用211111

材料的基

24-2-3常用金属材

本知识与32311111

料的热处理方法

技能

4-2-4常用金属材

1211111

料的选用

16/41

4-3-1机械零、部件

221111211

机械产品的设计

设计的基4-3-2常用零件机

311211111

本知识与械加工方法与装备

技能4-3-3先进制造技

122122

术

制定工艺4-4-1机械加工工

24211111

过程的基艺基础知识

4

本知识与4-4-2典型零件的

12111111

技能加工工艺过程

分类小计2125197154141612

总计652642

17/41

表6生产制造执行系统（MES）命题点分布

知识点（考核点）单选题多选题判断题

序

难度难度难度难度难度难度难度难度难度

号一级二级

低中高低中高低中高

5-1-1MES的特点和

111

基本性能需求

5-1-2MES的核心功

111

系统搭能需求

1建与设5-1-3MES信息集成

2214

置需求

5-1-4MES应用实施

13

分析概述

5-1-5MES项目总体112

18/41

推进过程

5-1-6MES需求分析

1132

方法

5-2-1车间生产运行

11

管理活动

5-2-2从传统车间到

车间资1

数字化车间

源管

5-2-3MES的功能结

2理、人1

构和软件组成

员管理

5-2-4MES在实现车

与配置1

间数字化中的应用

5-2-5相关配套领域

1

—工业4.0、智能制

19/41

造、工业互联网

5-3-1设备信息与分

1

设备管类

3理与配5-3-2设备台账1

置5-3-3故障字典1

5-3-4设备维护1111

物料管5-4-1物理需求计划111

4理与配5-4-2制造资源计划11

置5-4-3企业资源计划11

生产数5-5-1MES的基础数

2

据、数据需求

5

据库操5-5-2MES的数据采

22221

作与管集需求

20/41

理5-5-3生产资源管理1

5-5-4产品定义管理11

5-5-5生产资源模型11

5-5-6产品定义模型1

5-6-1制定生产计划

11

和排产

5-6-2任务分派与生

11

生产过产执行

6

程管理5-6-3生产跟踪控制

1

与绩效分析

5-6-4企业的分层生

1

产计划体系

7制造执5-7-1MES应用成熟112

21/41

行系统度模型

优化5-7-2基于应用成熟

1

度模型的评估方法

5-7-3MES市场分析2

5-7-4MES市场主流

11

供应商及产品分析

5-7-5MES市场发展

1

趋势

分类小计181296631667

总计（实际）391529

题量要求（不少于）391326

22/41

表7数字孪生模块命题点分布

知识点（考核点）单选题多选题判断题

序

难度难度难度难度难度难度难度难度难度

号一级二级

低中高低中高低中高

数字孪6-1-1数字孪生与云端11

生与工6-1-2数字孪生与工业

11

业互联互联网

1

网及制

造大数6-1-3数据采集和传输1

据

生产过6-2-1数字孪生技术体

11111

2程规系

划、生6-2-2数字孪生体与生11111

23/41

产布局命周期管理

6-2-3数字孪生与车间

111

生产

6-2-4数字孪生与智能

111

制造

6-2-5数字孪生与工业

1

边界

6-3-1数字孪生与计算

111

生产过机辅助设计

程仿6-3-2数字孪生与物理

311

真、虚实体

实结合6-3-3产品数字孪生体1112232

6-3-4虚拟现实呈现1

24/41

6-4-1数字孪生的创建1111

6-4-2基于数字孪生的

1

生产效复杂产品装配工艺

4率及产6-4-3数字孪生生产的

111

量优化发展趋势

6-4-4数字孪生技术的

11

价值体现及意义

6-5-1数字孪生体与生

过程监1

命周期管理

5测诊断

6-5-2数字孪生生产的

与维护1

发展趋势

数字孪6-6-1数字孪生技术发

6111131

生技术展的新趋势和扩展需

25/41

面临的求

挑战与

6-6-2数字孪生的五维

发展趋1112

模型

势

分类小计11875621367

总计（实际）261326

题量要求（不少于）261326

26/41

第二部分：理论知识比赛样题

考试时间：60分钟考试形式：上机考试

一、单项选择题（共50题，每题1分，共50分）

1．绘图时，用下列比例画同一个物体，哪个图形画得最小

（）。

A1:10B1:5

C1:1D2:1

2．符号表示（）获得表面。

A车削B铣削C去除材料方法

D不去除材料方法

3．钢的调质处理是由（）组成的复合热处理工艺。

A淬火+高温回火B淬火+中温回火

C淬火+低温回火D淬火+时效

4．在某机床上加工某零件时，先加工零件的一端，然后调

头再夹紧零件加工另一端，这应该是（）。

A一个工序、一次安装B一个工序、两次安装

C两个工序、一次安装D两个工序、两次安装

5．加工箱体类零件，在选择精基准时，应优先考虑（）。

A基准重合B基准统一

C互为基准D自为基准

6．MF47型万用表测量直流电压，正确的方法是（）。

27/41

A黑表笔接被测电压的正极B红表笔接被

测电压的正极

C选择开关置交流电压档D随意连接

7．以下颜色不属于相色颜色的是（）。

A白B黄C绿D黑

8．下面给出的量中，不属于电工测量对象的是（）。

A电功率B磁通量

C流量D频率

9．在文字符号标志的电阻法中，4K5的阻值是（）。

A450KΩB45KΩ

C4.5KΩD4x105KΩ

10．降压变压器的电压比K（）。

AK>1BK<1CK=1D不确定

11．MES具有一下哪些特性：信息中枢、实时性高、个性化

差异大、（）、软硬一体化集成运行。

A二次开发较多B可扩展

C不可视性D永久性

12．制造企业MES中的数据采集是一件（）、覆盖面广、

技术要求高、执行难度大的工作。

A理论性强B工程实践性强

C电子化高D可靠性高

13．总体来说，MES应用成熟度评估过程分为四步:a确定成

熟度模型；b给出分数与等级；c现场访谈收集资料；d基于

问题的评价。这四步的正确顺序是（）。

28/41

AacdbBabcd

CacbdDcdba

14．在绝大多数场合中，CAD模型就像象棋里面一个往前冲

的小卒；数字孪生则不同，它与物理实体的产生是（）。

A可以自我进化的B隔离的

C一样的D步步相连的

15．车间生产以流程为核心，而数字孪生是以（）为核

心。

A流程B数据

C模型D资产

16．机电一体化一词最早（1971年）起源于（）。它

取英语Mechanics（机械学）的前半部分和Electronics（电子

学）后半部分组合而成。

A法国B日本

C美国D英国

17．步进电机是数字控制系统中的一种执行元件，其功能是

将（）变换为相应的角位移或直线位移。

A直流电信号B交流电信号

C计算机信号D脉冲电信号

18．在以下传感器当中，（）属于自发电型传感器。

A电容式B电阻式

C压电式D电感式

19．计算机病毒是（）。

29/41

A计算机系统自生的B一种人为特制

的计算机程序

C主机发生故障时产生的D可传染疾病给

人体的

20．下列选项属于方向控制阀的是（）。

A截止阀B溢流阀

C节流阀D减压阀

21．自工业机器人诞生以来，（）行业一直是其应用的主

要领域。

A电子B汽车C通信D航天

22．世界上第一种机器人语言是美国斯坦福大学于1973年

研制的（）语言。

AALBLAM-S

CDIALDWAVE

23．目前，在工业机器人中主要使用的减速器是谐波齿轮减

速器和（）两种。

ARV减速器B蜗杆减速器

C行星减速器D齿轮减速器

24．机器人是以控制论和（）为指导，综合了机械学、微

电子技术、计算机、传感技术等学科的成果而诞生的。

A系统论B科学方法论

C信息论D最优论

25．工业机器人由主体、（）和控制系统三个基本部分组

成。

30/41

A驱动系统B计算机

C机柜D气动系统

26．目前工业机器人常用编程方法有（）和离线编程两

种。

A软件编程B示教编程

C计算机编程D在线编程

27．机器视觉系统是一种（）光传感系统，同时集成软硬

件，综合现代计算机、光学和电子技术。

A非接触式B接触式

C自动控制D机械传动

28．动力学主要是研究机器人的（）。

A动力源是什么B运动和时间的关系

C动力的传递与转换D动力应用

29．对机器人进行示教时，模式旋钮打到示教模式后，在此

模式中，外部设备的发出的自动启动信号（）。

A有效B无效

C超前有效D滞后有效

30．伺服控制系统一般包括控制器、被控对象、执行环节、

比较环节和（）。

A转换电路B存储电路

C换向结构D检测环节

31．作业范围是机器人运动时（）或手腕中心所能到达

的所有点的集合，也称为工作区域。

A手臂末端B大臂

31/41

C小臂D腕部末端

32．机器人（）揭示了操作空间与关节空间的映射关系。

A海森矩阵B雅可比矩阵

CDVI矩阵DSVS矩阵

33．（）触觉传感器主要由体积可变化的波纹管式密闭容

腔、内藏于容腔底部的微型压力传感器和压力信号放大电路

组成。

A气压式BTIR式

C导电式D压力式

34．机器人视觉可定义为从（）的图像中提取、显示和

说明信息的过程。

A一维环境B二维环境

C三维环境D四维环境

35．机器人即使控制不工作，机器人系统急停功能也应保持

（）。

A失电B不工作

C无效D有效

36．机器人的总线控制方式，由于生产工厂环境复杂，为了

减小信号在传输过程中的干扰，在现场总线设备间一般都采

用（）进行通信。

A模拟信号B数字信号

C电流信号D电压信号

37．工业机器人的定位精度在运动过程中除受重力、抓取负

载作用外，还受（）的影响。

32/41

A驱动方式B自身惯性力

C工作空间D位置姿态

38．磁带导航AGV搬运机器人主要功能集中在自动物流搬

运，磁带导航AGV搬运机器人是通过特殊地标（）自动

将物品运输至指定地点。

A推送B驾驶

C牵引D导航

39．机器人和操作员之间应保持距离。该距离应符合

ISO13855的要求。保持该距离失败时，机器人应保护性（）。

A启动B减速

C停止D增速

40．机器人系统操作之前，机器人（）应使用机器人制造商

提供的位置补偿特性进行调整。

A作业坐标点B工具中心点

C本体中心点D大地坐标点

41．图像采集单元将光学图像转换为（），然后再输出至图

像处理单元。

A模拟图像B二维图像

C图片图像D数字图像

42．喷涂机器人的喷涂系统一般采用（）驱动，具有动作速

度快、防爆性能好等特点。

A气动B电力

C液压D步进电机

43．（）又称为集散控制系统或DCS系统。

33/41

A分散控制系统B离散控制系统

C分布式系统D智能控制系统

44．机器人的（）是指单关节速度。

A工作速度B运动速度

C最大运动速度D最小工作速度

45．在安全角度考虑对机器人进行示教时，示教编程器上手

动速度应设置为（）。

A高速B中速

C低速D微速

46．世界上第一台PLC是由（）研制出来的。

A中国B美国

C日本D德国

47．PLC通过（）连接外部设备，如打印机、图形监

视系统等等。

A编程器B通信接口

C存储器D扩展模块

48．PLC的（）功能取代了传统的继电器控制。

A逻辑量控制B模拟量控制

C运动控制D数据处理

49．行程开关需要连接到PLC的（）接口。

A输出B输入

C模拟量D电源

50．在PLC的多种输出方式中，继电器输出方式的特点是：

（）。

34/41

A负载能力强，动作频率和响应速度慢B动作频率

高，响应速度快，但带负载能力小

C响应速度快，带负载能力不大D动作频率

低，带负载能力小。

二、多项选择题（共20题，每题1.5分，共30分。错选、

多选均不得分，少选每正确1项得0.5分，最多得1分）

1．零件上常见的工艺结构有（）。

A倒角、倒圆B退刀槽

C砂轮越程槽D钻孔、沉孔

2．配合有基孔制和基轴制两种基准制，根据配合的性质不

同，可分为（）。

A基孔配合B过盈配合

C过渡配合D间隙配合

3．示波器测量信号的基本步骤（）。

A信号测量B倍率调节

C基本调节D显示校准

4．正弦交流电的三要素是()。

A振幅B初相位

C相位差D角频率

5．以下那些是MES的基础数据需求（）。

A企业的组织结构B人员及角色

C设备资源D工艺流及操作规范

6．以下哪些是数字孪生的相关领域：（）。

A计算机辅助设计B工业互联网

35/41

C智能制造D工业机器人

7．在机电一体化系统中，机械结构主要通过（）完

成规定的动作，传递功率、运动和信息，起支承、连接作用

等。

A执行机构B计算机

C传动机构D支撑部件

8．气源系统的工作过程包含（）等部分。

A空气的压缩B压缩空气的净化

C压缩空气的储存D压缩空气的输送

9．机器人驱动方式有（）。

A电力驱动B气压驱动

C机械驱动D液压驱动

10．工业机器人是一门多学科综合交叉的综合学科，它涉及

机械、（）等。

A电子B运动控制

C传感检测D计算机技术

11．机器人工作空间和（）等参数有关。

A自由度B载荷

C速度D关节类型

12．机器人力传感器就安装部位来讲，可以分为（）。

A关节力传感器B腕力传感器

C视觉传感器D指力传感器

13．工业机器人一般包括哪些坐标系（）。

A世界坐标系