2025年工业机器人操作员安全示教模式模拟试卷及答案

2025年工业机器人操作员安全示教模式模拟试卷及答案1单选题（每题2分，共30分）1.1在示教模式下，使能开关（Deadman）被意外完全释放，机器人应立即执行的动作是A.减速至零并抱闸B.继续当前轨迹但降低速度至10%C.切换至自动模式D.报警但保持伺服上电答案：A1.2ISO102181规定，示教盒急停按钮的触点必须为A.常开，单回路B.常闭，双回路冗余C.半导体电子开关D.无线信号回路答案：B1.3某六轴机器人T1速度设定为手动低速，其最大工具速度不得超过A.150mm/sB.250mm/sC.500mm/sD.1000mm/s答案：B1.4在SafeMovePro配置中，若“SoftAxisLimit”参数设为±120°，机器人在示教时超出该范围会A.仅报警不停机B.立即切断伺服电源C.触发安全停机类别1D.记录事件但允许继续答案：C1.5示教过程中，操作员左手按住使能开关，右手进行点位示教，此时第三方突然遮挡了光栅，系统应A.忽略光栅信号B.执行类别0停机C.执行类别1停机D.切换至自动模式答案：B1.6关于安全I/O的“双通道”描述，正确的是A.两路信号并联以提高电流B.两路信号交叉比较，差异>500ms即停机C.仅一路有效即可运行D.仅用于通信，不参与控制答案：B1.7在ABBIRC5控制器中，切换示教模式到自动模式必须满足的条件不包括A.钥匙开关在自动位B.示教盒急停未触发C.电机上电按钮被按下D.安全门关闭且锁紧答案：C1.8若机器人工具坐标系Z方向偏移量输入错误+200mm，实际示教点将A.向工具正方向偏移200mmB.向基坐标X方向偏移200mmC.无影响，仅影响自动运行D.向工具负方向偏移200mm答案：A1.9KUKA机器人中，用于强制降低示教速度的变量$OV_PRO是A.系统时间变量B.运行模式变量C.速度倍率变量D.工具负载变量答案：C1.10在FANUC机器人中，要进入示教模式需同时满足A.MODE开关在T1/T2且TP有效B.远程I/O信号为ONC.UI[1]为OFFD.程序在运行中答案：A1.11安全PLC与机器人控制器之间采用PROFIsafe协议，其故障响应时间通常不超过A.10msB.50msC.100msD.1s答案：B1.12在示教盒上同时按住“Shift”+“Reset”可以A.清除报警并立即重启系统B.清除部分可复位报警C.进入BIOS设置D.切换坐标系答案：B1.13若机器人末端负载从5kg增加到10kg，而惯量未重新示教，最可能导致的危险是A.轨迹偏移>0.1mmB.安全限速值被错误提高C.安全限速值被错误降低D.无影响答案：B1.14在YRC1000控制器中，以下参数属于安全参数的是A.S1CxG049B.S2C701C.S3C109D.S4C234答案：B1.15当安全围栏门被打开，机器人处于示教模式低速运行，系统应A.继续运行，仅报警B.立即执行类别0停机C.执行类别1停机并在1s内停止D.切换至自动低速答案：C2多选题（每题3分，共30分，多选少选均不得分）2.1以下哪些属于示教模式下的强制安全功能A.手持使能开关B.低速限制C.安全围栏光栅D.工具坐标系校准答案：A、B、C2.2在ISO138491中，确定PL（性能等级）需考虑的因素有A.MTTFdB.DCC.CCFD.PFHd答案：A、B、C2.3关于安全停机类别，描述正确的有A.类别0为立即断电B.类别1为受控减速后断电C.类别2为不停机仅切断伺服D.类别3为冗余停机答案：A、B2.4以下哪些操作必须在示教模式下完成A.工具坐标系四点法标定B.用户坐标系三点法标定C.安全围栏门锁功能测试D.自动线程序循环启动答案：A、B、C2.5在SafeMove中，可设置的安全边界类型有A.轴范围限制B.工具速度限制C.工具姿态限制D.电机温度限制答案：A、B、C2.6若机器人示教时突然掉电，重新上电后应检查A.机器人当前位置是否漂移B.安全PLC状态C.程序指针是否丢失D.工具坐标系是否被篡改答案：A、B、C2.7以下哪些报警会导致无法进入示教模式A.伺服未上电B.安全门未关C.示教盒线缆断路D.机器人程序名过长答案：A、B、C2.8在风险评估中，属于“本质安全”措施的有A.降低机器人额定负载B.设置安全围栏C.采用低压伺服驱动D.安装激光扫描仪答案：A、C2.9关于使能开关的三段式描述，正确的有A.未按下为断开B.浅按为接通C.深按为再次断开D.任意位置均可运行自动程序答案：A、B、C2.10在示教过程中，若发现机器人有异响，应立即A.释放使能开关B.拍下示教盒急停C.记录报警代码D.继续观察直至完成示教答案：A、B、C3填空题（每空2分，共40分）3.1在ABB系统中，进入“安全配置”需输入权限等级________的密码。答案：Service3.2当机器人工具速度超过安全设定值时，SafeMove会触发类别________停机。答案：13.3若机器人基坐标系相对于地面倾斜角度为3°，则重力补偿参数需重新示教，否则安全限速可能产生________%以内的误差。答案：53.4在KUKA.WorkVisual中，安全参数修改后必须执行________操作才能生效。答案：安全配置确认并重启3.5根据GB11291.12011，示教模式下手持操作的最大工具速度不得超过________mm/s。答案：2503.6在FANUC系统中，变量$SCR.$SFENCE用于表示________状态。答案：安全围栏3.7若安全PLC的PFHd值为2×10^7/h，则对应ISO138491的PL可达________。答案：d3.8在YaskawaDX200中，S2C701参数用于设置________限制。答案：关节速度3.9机器人在示教时，若电机温度超过________℃，控制器将强制切断伺服。答案：803.10在示教盒“系统信息”画面，查看安全I/O状态需进入________菜单。答案：诊断3.11若机器人末端执行器质量由3kg误设为30kg，则安全限速值将比真实值降低约________%。答案：453.12在PROFIsafe协议中，F_Dest_Add为________字节长度。答案：23.13当机器人处于T2模式时，其最大工具速度允许达到________mm/s。答案：10003.14在SafeMovePro中，若要启用“工具姿态监控”，需至少设置________个姿态角限制。答案：23.15若安全围栏高度为1.4m，机器人最大工作高度为2m，则围栏顶部至机器人可达最远距离的垂直投影应不大于________m。答案：0.53.16在风险评估矩阵中，风险值R=S×E×P，若S=4，E=5，P=2，则R=________。答案：403.17在ISO102182中，协同工作空间是指机器人在________与操作员共享的空间。答案：同一时间段3.18若机器人控制柜PE接地电阻大于________Ω，则必须停机整改。答案：0.13.19在示教模式下，若需临时屏蔽安全围栏信号，必须启用________功能，并记录于安全日志。答案：安全维护3.20在ABB系统中，安全参数文件扩展名为________。答案：sxml4判断题（每题1分，共10分，正确打“√”，错误打“×”）4.1示教模式下，机器人可随时通过远程I/O启动自动程序。答案：×4.2安全围栏门联锁必须使用双通道冗余触点。答案：√4.3在T1模式下，即使按住使能开关，机器人速度也不会超过250mm/s。答案：√4.4工具坐标系误差仅影响轨迹精度，不影响安全限速。答案：×4.5若安全PLC与机器人控制器通信中断，机器人会立即执行类别0停机。答案：√4.6在KUKA系统中，$OV_JOG变量可限制示教速度。答案：√4.7示教盒急停按钮被拍下后，可通过远程复位立即恢复运行。答案：×4.8在FANUC系统中，T2模式允许100%速度示教。答案：√4.9安全参数修改后无需重启控制器即可生效。答案：×4.10机器人断电后，安全PLC仍保持对围栏门状态的监控。答案：√5简答题（封闭型，每题8分，共40分）5.1简述示教模式下使能开关的三段式工作原理及其安全意义。答案：使能开关分为未按下（断开）、浅按（接通）、深按（再次断开）三段。未按下与深按均切断伺服电源，防止误操作；浅按允许伺服上电，确保操作员有意识握持，实现“人在回路”安全控制。5.2列举并说明ISO102181中对示教盒的三种硬件安全要求。答案：1.急停按钮：双冗余常闭触点，红色蘑菇头自锁；2.使能开关：三段式，需双手操作；3.线缆：抗拉≥100N，断线检测，断路立即停机。5.3说明安全停机类别0与类别1的区别及适用场景。答案：类别0立即切断电源，无减速，适用于紧急危险如人员进入；类别1先受控减速至零再断电，适用于可预测危险如光栅触发，减少机械冲击。5.4简述在SafeMovePro中配置“工具速度监控”的三步流程。答案：1.在SafetyConfiguration界面添加“ToolSpeed”监控；2.输入最大允许速度250mm/s；3.将停机类别设为1，下载并重启控制器。5.5说明为何在示教前必须校准工具坐标系，并给出未校准可能导致的两种安全风险。答案：工具坐标系决定安全限速边界，未校准导致：1.真实工具中心点偏移，安全区失效，可能碰撞；2.惯量计算错误，安全限速被高估，超速运行。6简答题（开放型，每题10分，共30分）6.1某工厂需将机器人从A工位移至B工位，距离20m，涉及跨越通道。请设计一套符合ISO102182的临时示教安全方案，包括硬件配置、人员流程及应急预案。答案：硬件：移动围栏+双通道门联锁+激光扫描仪覆盖通道，扫描仪安全区2m，复位按钮双通道；人员：两人作业，一人示教一人监护，佩戴上锁挂牌LOTO；流程：先封锁通道，设置警示灯，示教完立即恢复围栏；应急：通道口设急停盒，扫描仪触发类别0，监护人30s内可拍急停并执行LOTO，记录事件。6.2结合案例说明如何通过“安全参数版本管理”防止因误改参数导致的事故，并给出具体软件工具与检查表。答案：使用KUKA.WorkVisual“SafetyAdmin”工具，启用参数签名功能，任何修改需Service权限+二次密码；修改后自动生成CRC校验码，存入SafetyLog；检查表含：旧CRC、新CRC、修改人、时间、审批人、重启确认、现场测试记录；每季度用KUKA.SafeVersionCompare比对备份与在线参数，差异>0即回滚并审计。6.3讨论在“人机协同”场景下，示教模式与协同模式的切换条件，并分析若条件误判可能导致的两种风险及对应技术措施。答案：切换条件：1.协同空间清空传感器无信号；2.机器人速度<150mm/s；3.操作员佩戴压敏背心信号正常；4.安全PLC确认双通道信号一致。误判风险：1.人员未完全退出即切换至协同，机器人意外启动碰撞；技术措施：采用三维视觉+ToF传感器双重确认，设置200mm缓冲区，一旦入侵立即类别0停机；2.速度信号被篡改导致超速；技术措施：使用安全编码器双通道冗余，安全PLC独立比较，差异>5%即停机并锁模式。7应用题（综合类，共70分）7.1计算与分析（20分）已知：六轴机器人末端负载m=8kg，工具重心距法兰中心距离L=150mm，最大关节速度ωmax=120°/s，安全限速公式v_safe=sqrt((2×M_max×g)/(m×L))×k，其中k=0.85为安全系数，g=9.8m/s²，M_max=30Nm为关节最大静力矩。求：示教模式下允许的最大工具线速度v_safe，并判断是否满足ISO102181要求。答案：v_safe=sqrt((2×30×9.8)/(8×0.15))×0.85=sqrt(588/1.2)×0.85=22.47×0.85=19.1m/s=19100mm/s；经安全功能限速后，控制器强制取min(19100,250)=250mm/s，满足ISO要求。7.2安全回路设计（20分）请用图文混合方式（文字描述即可）设计一个符合PLe的安全回路，实现：安全门双通道监控、光栅双通道监控、示教盒急停双通道、类别1停机输出双通道。要求列出主要元件、信号流向及如何满足CCF≥65%。答案：元件：1.安全门开关1、2（TZ1RE024MV，双通道）；2.光栅发射接收器（L4000，双通道）；3.示教盒急停（双触点）；4.安全PLC（PNOZm