2025年工业机器人安全防护运维模拟试卷及答案

2025年工业机器人安全防护运维模拟试卷及答案一、单项选择题（共15题，每题2分，共30分）1.工业机器人安全防护系统的核心设计原则是（）。A.外观美观性优先B.风险评估优先C.成本控制优先D.操作便捷性优先2.根据ISO102181:2011标准，工业机器人周边安全防护区域的划分中，“危险区域”指（）。A.机器人正常运行时无需进入的区域B.机器人运行时可能造成伤害的区域C.维护人员日常巡检的区域D.操作面板所在的区域3.工业机器人急停按钮的标准颜色应为（）。A.绿色B.黄色C.红色D.蓝色4.安全光幕的主要功能是（）。A.监测机器人关节温度B.防止人员误入危险区域C.提升机器人运行速度D.记录操作日志5.工业机器人日常运维中，检查减速器油位的周期通常为（）。A.每周B.每月C.每季度D.每年6.以下哪种情况不属于工业机器人“危险能量”范畴？（）A.未释放的液压压力B.电机残余电能C.机器人自重势能D.操作界面显示故障代码7.根据GB11291.12011，工业机器人安全防护装置的“失效安全”要求是指（）。A.装置故障时自动触发安全状态B.装置故障时继续运行C.装置故障时发出声光报警D.装置故障时需人工复位8.工业机器人示教器的“使能开关”必须满足（）。A.单键按压即可激活B.松开即触发急停C.需双手操作D.防水等级IP679.运维人员进入机器人危险区域前，必须执行的操作是（）。A.关闭车间照明B.断开主电源并上锁挂牌C.提高机器人运行速度D.拆除安全光幕10.工业机器人机械臂碰撞检测功能的核心原理是（）。A.监测电机电流突变B.检测关节角度偏差C.识别视觉图像异常D.记录运行时间11.以下哪种防护装置属于“主动防护”？（）A.机械围栏B.安全地毯C.急停按钮D.冗余控制系统12.工业机器人伺服电机过热的常见原因是（）。A.润滑脂过多B.负载长期超过额定值C.编码器信号干扰D.示教器电池耗尽13.安全联锁装置的作用是（）。A.确保防护门开启时机器人停止运行B.提升机器人定位精度C.延长减速器寿命D.降低能耗14.工业机器人运维记录中，“MTBF”指（）。A.平均故障间隔时间B.平均修复时间C.最大运行速度D.最小安全距离15.以下哪种工具是运维人员进入危险区域时的必备安全装备？（）A.绝缘手套B.激光测距仪C.万用表D.扭矩扳手二、多项选择题（共10题，每题3分，共30分。每题至少2个正确选项，错选、漏选均不得分）1.工业机器人安全风险的主要来源包括（）。A.机械臂运动碰撞B.夹爪夹持物坠落C.电气系统漏电D.操作界面误触2.属于工业机器人机械防护装置的有（）。A.机械围栏B.安全门联锁C.缓冲器D.安全光幕3.工业机器人电气安全运维的关键内容包括（）。A.检查接地电阻B.测试绝缘性能C.清理伺服驱动器散热孔D.调整机械臂平衡4.根据ISO138491，安全相关控制系统的性能等级（PL）分为（）。A.PLaB.PLbC.PLcD.PLd5.工业机器人急停系统的设计要求包括（）。A.急停按钮应安装在所有操作位置可见处B.急停信号需直接触发动力切断C.急停复位后需重新启动程序D.急停按钮直径不小于40mm6.运维人员进行“能量隔离”时，需执行的步骤包括（）。A.关闭动力源B.锁定隔离装置C.验证能量已释放D.拆除所有传感器7.工业机器人减速器异常噪音的可能原因有（）。A.润滑脂不足B.齿轮磨损C.安装螺栓松动D.编码器故障8.安全光幕的选型需考虑的参数有（）。A.保护高度B.响应时间C.光束间距D.工作温度范围9.工业机器人“手动模式”的安全要求包括（）。A.运行速度不超过250mm/sB.需持续按压使能开关C.无需开启安全防护装置D.示教器需专人保管10.工业机器人应急预案应包含的内容有（）。A.触电事故处理流程B.机械夹伤急救措施C.火灾应急疏散路线D.故障代码查询方法三、填空题（共10题，每题2分，共20分）1.工业机器人安全防护的“三步法”是指：____、____、____。（按顺序填写）2.安全地毯的工作原理是通过____变化触发机器人停止信号。3.工业机器人急停按钮的复位操作应遵循____原则。4.根据GB/T157062012，机械安全风险评估的三个阶段是：____、____、____。5.工业机器人伺服电机的编码器分为____和____两类（按输出信号类型）。6.运维人员进入危险区域前，需在动力源处悬挂____标识牌。7.工业机器人机械臂的重复定位精度通常用____（单位）表示。8.安全联锁装置的“防欺骗”设计要求是指____。9.工业机器人减速器的润滑方式主要有____和____两种。10.工业机器人“危险区域”的边界应设置____，其高度不低于____mm。四、简答题（共5题，每题6分，共30分）1.简述工业机器人风险评估的主要步骤。2.列举5种工业机器人常见的安全防护装置，并说明其核心功能。3.说明工业机器人“使能开关”的安全设计要求及操作规范。4.工业机器人运维中，如何检测电气系统的绝缘性能？需使用哪些工具？5.当工业机器人出现“伺服报警（过载）”时，可能的原因及处理措施有哪些？五、应用题（共3题，第1题10分，第2题12分，第3题18分，共40分）1.某企业一台六轴工业机器人在运行中突然停止，操作界面显示“安全光幕触发”，但现场无人员进入危险区域。请分析可能的故障原因及排查步骤。2.计算工业机器人安全防护区域的最小安全距离。已知条件：安全光幕响应时间T1=20ms，机器人停止时间T2=50ms，人体接近速度K=1600mm/s，附加安全距离C=50mm（根据ISO13855）。要求写出公式、代入数据及计算结果。3.某汽车厂焊接机器人运维过程中，运维人员小张未执行“上锁挂牌”程序，直接进入危险区域调整夹具，导致机械臂意外启动造成手部夹伤。请分析事故原因（从管理、技术、操作三方面），并提出改进措施。答案及解析一、单项选择题1.B（风险评估是安全防护设计的基础，需先识别风险再制定措施）2.B（ISO102181定义危险区域为机器人运行时可能造成碰撞、挤压等伤害的区域）3.C（标准规定急停按钮颜色为红色，直径≥40mm）4.B（安全光幕通过红外光束监测区域，遮挡时触发停机）5.B（减速器油位需每月检查，避免润滑不足导致磨损）6.D（危险能量包括机械能、电能、液压能等，故障代码属于信息提示）7.A（失效安全指装置故障时自动进入安全状态，如停机）8.B（使能开关需“松开即急停”，确保人员松手时机器人停止）9.B（进入危险区域前必须断开主电源并上锁挂牌，防止意外启动）10.A（碰撞检测通过监测电机电流突变（负载异常）触发保护）11.D（冗余控制系统主动监测异常并干预，属于主动防护；围栏等为被动防护）12.B（负载长期超限会导致电机过载发热）13.A（安全联锁确保防护门开启时机器人无法运行）14.A（MTBF：MeanTimeBetweenFailures，平均故障间隔时间）15.A（进入危险区域需佩戴绝缘手套，防止电气伤害）二、多项选择题1.ABCD（机械、电气、操作失误均为风险来源）2.ABC（安全光幕属于光电防护，非机械装置）3.ABC（调整机械臂平衡属于机械运维，非电气）4.ABCD（ISO138491性能等级分为PLa~PLe，常见a~d）5.ABD（急停复位后无需重新启动程序，恢复动力即可）6.ABC（能量隔离无需拆除传感器，需验证能量释放）7.ABC（编码器故障影响定位，不直接导致噪音）8.ABCD（选型需考虑保护范围、响应速度、环境适应性等）9.ABD（手动模式必须开启安全防护装置）10.ABC（应急预案侧重事故处理，故障代码查询属于运维流程）三、填空题1.消除/减小风险、采用安全防护装置、提供使用信息2.压力（或“接触压力”）3.谁按下谁复位（或“一人操作，一人确认”）4.风险识别、风险分析与评价、风险控制5.增量式编码器、绝对式编码器6.“禁止合闸”（或“有人工作”）7.毫米（mm）8.无法通过短接等方式绕过装置触发安全功能9.脂润滑、油润滑10.警示线（或“安全围栏”）；1800四、简答题1.主要步骤：①危害识别（识别机械碰撞、电气漏电等潜在危害）；②风险分析（评估危害发生的可能性与严重性）；③风险评价（判断风险是否可接受）；④风险控制（通过设计改进、防护装置、培训等降低风险）；⑤风险验证（确认控制措施有效性）。2.常见防护装置及功能：①机械围栏（物理隔离危险区域）；②安全光幕（光电监测，遮挡时停机）；③急停按钮（紧急情况下快速切断动力）；④安全地毯（压力触发，人员踩踏时停机）；⑤安全门联锁（门开启时锁定机器人动力）。3.设计要求：①需为“保持型”开关（松开即触发急停）；②安装在示教器方便握持位置；③具备防误触设计。操作规范：①手动模式下需持续按压；②单手操作时避免意外松开；③故障时立即松开触发急停。4.检测方法：①断开机器人主电源；②使用兆欧表（绝缘电阻测试仪）测量各电气回路与地之间的绝缘电阻；③测试电压按设备额定电压选择（如500V兆欧表用于低压系统）。工具：兆欧表、万用表（辅助检测）。5.可能原因：①负载超过额定值；②机械传动部件卡阻（如减速器故障）；③伺服参数设置错误（如加速时间过短）；④电机或驱动器故障。处理措施：①检查负载重量，调整工艺；②排查机械部件润滑与磨损；③重新校准伺服参数；④更换故障电机或驱动器。五、应用题1.故障原因分析：①安全光幕受干扰（如强光、灰尘遮挡光束）；②光幕控制器故障（信号误触发）；③接线松动（信号传输异常）；④机器人控制系统误判（程序错误）。排查步骤：①检查光幕表面清洁度，用软布擦拭；②用万用表检测光幕输出信号是否稳定；③检查接线端子是否松动，重新紧固；④重启机器人，观察是否再次触发；⑤若仍异常，更换光幕控制器测试。2.安全距离计算公式（ISO13855）：S=K×(T1+T2)+C代入数据：K=1600mm/s，T1=0.02s，T2=0.05s，C=50mm计算：S=1600×(0.02+0.05)+50=1600×0.07+50=112+50=162