2026年工业机器人控制柜维修工实操考核试题及答案

2026年工业机器人控制柜维修工实操考核试题及答案考生须知：1.考核时间180min，满分100分，60分及格。2.现场提供FANUCR-30iBPlus、KUKAKRC4、ABBIRC5、YASKAWADX200四型控制柜各一台，工具车一辆，备件库开放。3.所有操作必须佩戴防静电腕带，断电5min后方可开柜；上电前须双人确认。4.故障现象、测量数据、波形截图、更换部件序列号须实时填入《实操记录表》，监考员当场签字，否则该题零分。5.交卷前清理现场，复位机器人至Home位，关闭总电源，工具归位。一、安全与规范（共10分，每错1处扣2分，扣完为止）1.断电后必须测量DC-Link电压低于多少方可拆板？答案：≤5V。解析：R-30iBPlus的DC-Link电容容量为2820μF，放电时间常数τ=RC≈57s，5min后电压可降至1V以下，确保人身安全。2.更换伺服放大器时，下列哪项操作顺序正确？A.拔编码器线→卸放大器→装新放大器→插编码器线→上电B.卸放大器→拔编码器线→装新放大器→插编码器线→上电C.拔编码器线→卸放大器→装新放大器→上电→插编码器线D.卸放大器→拔编码器线→插编码器线→装新放大器→上电答案：A。解析：先断信号后断动力，防止热插拔烧毁Resolver；新板安装后最后连接编码器线，避免插口受力。3.在KRC4柜内发现X13插头有绿色铜锈，应使用何种清洁剂？答案：电子级异丙醇（≥99.5%）+尼龙硬毛刷。解析：铜锈为碱性碳酸铜，异丙醇可去离子水残留，尼龙刷硬度＜铜，避免二次划伤。4.示教器急停失效，最优先的应急步骤是？答案：拍下控制柜面板急停→断开主电柜上级断路器。解析：双通道急停回路任一通道失效即视为整体失效，必须切断上级电源，确保Category3PLe。5.更换主板电池时发现电压2.95V，是否需要更换？答案：必须更换。解析：锂电池标称3.6V，当电压≤3.0V时，RAM掉电风险呈指数上升，需提前预防。二、故障诊断与波形分析（共20分）场景：ABBIRC5柜控制六轴机器人，现场报警“37101驱动单元过流，轴3”。提供：·示波器已捕获轴3U相电流波形（采样率1MSa/s，AC耦合）。·事件日志显示故障瞬间DC-Link电压从565V跌至480V，持续8ms后恢复。·电机动力线绝缘>500MΩ，绕组电阻0.9Ω（常温），相间平衡度±1%。6.根据波形判断最可能的故障点。（6分）答案：IGBT单管短路（下桥臂V相）。解析：波形在2.1ms处出现单向尖峰120A，持续4ms，与PWM负半周重叠，且DC-Link电压跌落，符合下桥臂短路特征；电机绕组正常，排除匝间短路。7.写出用万用表快速确认该故障的两种方法。（4分）答案：1.断电后测IGBTC-E间二极管档，正常0.35V，短路时＜0.1V或开路。2.用Fluke87V的“Peak-Hold”测上电瞬间浪涌，若V相电流探头峰值>驱动器允许值（KRC4为150%×30A=45A），即判定短路。8.若现场无同型号IGBT，仅有更高耐压的FF300R12KE4，可否代换？说明理由。（4分）答案：不可。解析：原模块为1200V/150A，FF300R12KE4虽耐压1200V，但内部集成NTC阻值10kΩ，与原板热敏分压曲线不匹配，触发过热误报；且封装尺寸大2mm，导致散热铜排应力变形，长期运行易裂。9.更换IGBT后需做哪些校准？（6分）答案：1.电流探头零点校准：MotorCalib→CurrentOffset→AllAxes。2.死区补偿：DriveSystem→DeadTime→AutoTune。3.热模型重置：Service→DriveUnit→ThermalModel→Reset。4.制动电阻阻值校验：Manual→BrakeChopper→Calibrate。5.负载惯量辨识：LoadIdentification→IdentifyInertia。6.用户坐标系重校：因更换模块后编码器数值可能漂移，需重新更新UF。三、电路板级维修（共25分）场景：FANUCR-30iBPlus主板上电无反应，面板LED全灭，+24V输入正常，+3.3V、+5V、+12V均无输出。提供：·主板料号A20B-8200-0630，开关电源IC为LM5122，同步Buck。·示波器探头×10，接地弹簧5cm。10.写出上电前静态检测的三步。（5分）答案：1.万用表二极管档测LM5122脚11（VIN）对地，正常0.45V单向导通，短路则IC击穿。2.测高端MOSFETQ1D-S间阻值，正常>10MΩ，若<1Ω则击穿。3.测电流采样电阻R28（10mΩ）阻值，若>15mΩ则烧断。11.若LM5122第9脚（COMP）电压0V，第5脚（RT）电阻100kΩ正常，下一步如何排查？（5分）答案：用示波器测第8脚（SS），若无斜坡波形，说明软启动电容C121（0.1μF）漏电；更换C121后+3.3V输出恢复。12.更换C121后+3.3V仍无输出，测得LM5122VCC=7.2V，低于欠压锁定8.1V，原因可能是？（5分）答案：辅助供电二极管D5（B340A）正向压降异常升至0.9V（常温应0.45V），导致VCC不足；更换D5后电源启动。13.写出主板维修后的老化流程。（10分）答案：1.空载上电30min，红外热像仪扫描IC温升≤35K。2.加载假负载：+3.3V/5A、+5V/8A、+12V/3A，运行120min，电压跌落≤1%。3.循环断电冷启动20次，间隔10s，无UCERR报警。4.插入CPU子卡，引导至CNC-BOOT，查看SDRAM自检Pass。5.装回机器人，执行全轴20%速往复运动2h，采样电流波形无振荡。四、伺服调参与故障复现（共20分）场景：KUKAKRC4配KR16R1610，客户反映轴4在示教模式下抖动±0.3°，自动模式正常。提供：·伺服包ServoKRC43.3.8，编码器为HeidenhainEQN1325，分辨率25bit。·现场已备份C:KRCRoboterCProgram下Config文件。14.写出抖动复现的最快方法。（4分）答案：WorkVisual→Trace→SetTriggeronCommandPosition→手动慢速点动轴4，速度1%，加速度10%，记录位置误差曲线，可见±0.3°振荡。15.若Trace发现误差频率为58Hz，与机械臂固有频率54Hz接近，如何验证机械共振？（4分）答案：1.用KUKATouchUp降低轴4伺服增益Kv从1.0→0.4，若振幅下降50%以上，即确认共振。2.用模态锤击法：加速度计贴小臂末端，力锤激励，FFT峰值54Hz，与误差频率吻合。16.写出抑制共振的两种参数调整方法。（4分）答案：1.打开WorkVisual→Filter→ResonanceFrequency→输入54Hz，设置NotchDepth−12dB，Q=5。2.降低速度前馈VFF从100%→70%，同时提高加速度前馈AFF至120%，保持轨迹精度。17.若Notch滤波后仍残余0.05°抖动，下一步优化措施？（4分）答案：启用双反馈：电机侧编码器为位置环，负载侧外接光栅为速度环，形成PI+PI级联，带宽提高至35Hz，抖动降至0.02°。18.写出调参后必须做的安全验证。（4分）答案：1.执行KRC内置的ISO10218-1动态制动测试，记录停止距离≤厂商规格×1.2。2.用KPP（KUKAPathProgram）运行全速圆周，半径500mm，速度2m/s，CyclicAccuracy≤0.2mm。3.保存参数到C:KRCUserTechPackage，生成MD5校验文件，防止后续误改。五、系统集成与通信排故（共15分）场景：YASKAWADX200通过EtherNet/IP与Allen-Bradley1756-L71通信，现场出现“CIPConnectionTime-out”，机器人急停。提供：·Wireshark已抓取故障前后10s报文，过滤条件“eth.type==0x0800&&ip.dst==01”。·机器人侧EDS文件已导入RSLogix5000，RPI=8ms，ConnectionType=Point-to-Point。19.从抓包文件看，PLC每8ms发1帧，机器人回应间隔突然跳至24ms，随后PLC发RST帧，判断最可能原因。（5分）答案：DX200CPU负载瞬态>85%，任务调度延迟，导致CIP响应超时；Wireshark显示机器人侧TCPDeltaTime出现24ms尖峰，与YRC1000/DX200默认EtherNet/IP任务优先级5冲突。20.写出在DX200侧快速降低CPU负载的三步。（5分）答案：1.进入MaintenanceMode→System→TaskMonitor，将JOB任务周期从8ms→12ms，降低负载10%。2.关闭无用后台任务：FileTransfer、FTPServer、USBLogging。3.将EtherNet/IP专用核绑定至CPUCore2，避免与运动控制争用。21.若调整后台仍超时，如何在不降RPI前提下解决？（5分）答案：启用“UnconnectedMessage”方式，改为Polled+ChangeofState混合，减少80%心跳帧；同时把RPI8ms拆分为两路16ms交错，维持有效刷新率。六、整机功能验收与报告填写（共10分）场景：完成所有维修后，需进行整机验收。22.写出空载速度100%往复运行测试的判定标准。（4分）答案：1.各轴电机温度≤70℃（红外枪测外壳）。2.控制柜进风口风速≥2.5m/s，温差≤8℃。3.24VDC电源纹波≤50mV（示波器20MHz带宽）。4.无报警、无掉电、无复位。23.如何验证安全回路Category3？（3分）答案：1.双通道急停分别单路短路，机器人应无法启动。2.示波器测两通道断开时间差≤200ms，符合EN13849-1。24.填写《实操记录表》时，必须记录的8项关键数据。（3分）答案：1.更换部件序列号2.故障现象代码3.测量波形截图文件名4.调参前后Kv值5.放电完成电压值6.老化开始/结束时间7.验收测试结论8.考生与监考员双签名七、附加题：应急创新（共10分，答对加分，答错不扣分）场景：夜间产线停机，无备用伺服放大器，客户要求临