工业机器人系统运维员技能等级认定四级技能考核试卷及答案

工业机器人系统运维员技能等级认定四级技能考核试卷及答案一、单项选择题（共20题，每题1分，共20分。每题只有1个正确选项）1.工业机器人常用的坐标系中，以机器人安装基座为原点的坐标系是（）A.工具坐标系B.工件坐标系C.基坐标系D.世界坐标系2.六轴工业机器人的“第六轴”通常指（）A.腕部旋转轴B.大臂俯仰轴C.小臂伸缩轴D.腰部旋转轴3.工业机器人伺服驱动器的输入电源一般为（）A.AC220VB.AC380VC.DC24VD.DC48V4.机器人示教器上“急停按钮”的标准颜色是（）A.绿色B.红色C.黄色D.蓝色5.工业机器人重复定位精度的常用单位是（）A.mmB.°C.μmD.rad6.以下不属于工业机器人常用传感器的是（）A.光电传感器B.温度传感器C.力觉传感器D.激光雷达7.机器人电池用于保存（）数据A.程序B.零点位置C.报警记录D.运行时间8.工业机器人日常维护中，齿轮箱润滑周期通常为（）A.每周B.每月C.每季度D.每年9.机器人TCP（工具中心点）校准的目的是（）A.确保工具坐标系原点与实际工具端点重合B.调整机器人最大运行速度C.优化路径规划算法D.延长伺服电机寿命10.以下不属于机器人安全防护装置的是（）A.安全栅栏B.急停按钮C.示教器锁D.温度传感器11.机器人运行时出现“伺服过载报警”，可能的原因是（）A.编码器故障B.负载超过额定值C.电池电量不足D.程序语法错误12.工业机器人常用的通信协议中，用于与PLC通信的是（）A.ModbusTCPB.CAN总线C.ProfibusD.以上均是13.机器人零点丢失后，需要进行（）操作A.重新校准TCPB.手动回零C.更换伺服驱动器D.重置系统参数14.以下哪种情况会导致机器人运动轨迹偏差（）A.工具重量与设定值一致B.减速器润滑良好C.编码器信号干扰D.示教速度设置为100%15.工业机器人的“工作空间”是指（）A.机器人能到达的所有点的集合B.安全栅栏内的区域C.示教器操作范围D.伺服驱动器安装空间16.机器人示教过程中，“增量移动”功能的最小步长通常为（）A.10mmB.1mmC.0.1mmD.0.01mm17.以下不属于机器人电气系统组成部分的是（）A.伺服电机B.减速器C.控制cabinetD.接触器18.机器人运行时发出异常噪音，可能的原因是（）A.程序中速度设置过低B.减速器缺油C.工具坐标系正确D.伺服驱动器温度正常19.工业机器人的“自由度”是指（）A.可独立运动的轴数B.最大负载能力C.重复定位精度D.最大运行速度20.机器人电池更换时，需要在（）状态下操作A.断电后立即B.断电后30分钟C.通电状态D.急停激活二、多项选择题（共10题，每题2分，共20分。每题有24个正确选项，错选、漏选均不得分）1.工业机器人日常维护的主要内容包括（）A.检查电缆连接B.清洁示教器屏幕C.更换减速器润滑油D.校准TCP2.机器人出现“无法启动”故障，可能的原因有（）A.控制电源未接通B.急停按钮未复位C.伺服驱动器故障D.工具重量超量程3.以下属于机器人机械系统组成的是（）A.臂部B.腕部C.伺服电机D.减速器4.机器人示教时需遵守的安全规范包括（）A.佩戴防护手套B.保持与机器人300mm以上距离C.示教速度不超过20%D.关闭安全栅栏门5.机器人伺服驱动器报警代码“AL001”表示“过电流”，可能的原因有（）A.电机绕组短路B.驱动器输出线接地C.负载惯性过大D.编码器信号丢失6.工业机器人常用的编程方式有（）A.示教编程B.离线编程C.语音编程D.手动操纵7.机器人重复定位精度测试需要（）A.激光跟踪仪B.千分表C.同一目标点重复移动10次D.计算标准差8.以下会影响机器人运动平滑性的因素有（）A.路径规划算法B.伺服参数设置C.减速器间隙D.工具重心位置9.机器人与外围设备（如PLC）通信时，需要设置的参数包括（）A.IP地址B.通信协议C.输入输出信号定义D.机器人型号10.机器人电池电量低报警时，需采取的措施有（）A.立即更换电池B.记录当前零点位置C.断电后操作D.更换后重新校准零点三、填空题（共10题，每题2分，共20分。请将答案填写在横线处）1.工业机器人安全电压的最大值为______V。2.六轴机器人的“第四轴”通常控制______的旋转。3.机器人示教器的“使能开关”需保持______状态才能操作运动。4.减速器油位检查时，需将机器人关节旋转至______位置。5.机器人常用的制动方式包括______制动和电磁制动。6.编码器的作用是反馈电机的______和位置信息。7.机器人TCP校准通常采用______点法或N点法。8.伺服驱动器的冷却方式主要有风冷和______。9.机器人运行日志中“ERR”表示______记录。10.工业机器人的额定负载是指______状态下能承受的最大重量。四、简答题（共5题，每题6分，共30分）1.简述工业机器人日常维护的主要步骤。2.列举机器人示教器的5项基本功能。3.当机器人出现“伺服报警”时，应如何进行故障排查？4.说明机器人零点校准的目的及主要操作步骤。5.简述工业机器人与PLC通信的基本流程。五、应用题（共2题，每题15分，共30分）1.某六轴工业机器人进行重复定位精度测试，对同一目标点重复移动10次，测得工具中心点（TCP）坐标偏差（单位：mm）如下：X轴：0.02,0.03,0.01,0.04,0.02,0.02,0.03,0.01,0.02,0.03Y轴：0.01,0.02,0.01,0.03,0.00,0.01,0.02,0.01,0.02,0.01计算该机器人X轴和Y轴的重复定位精度（取标准差，保留3位小数）。2.某车间一台IRB120机器人在搬运工件时出现异常振动，分析可能的机械、电气及编程原因，并提出排查步骤。答案及解析一、单项选择题1.C（基坐标系以安装基座为原点）2.A（第六轴为腕部旋转轴）3.B（伺服驱动器通常输入AC380V）4.B（急停按钮标准颜色为红色）5.A（重复定位精度单位为mm）6.D（激光雷达非工业机器人常用传感器）7.B（电池保存零点位置数据）8.D（齿轮箱润滑周期通常为每年）9.A（TCP校准确保工具端点与坐标系原点重合）10.D（温度传感器属于检测装置，非安全防护）11.B（伺服过载主要因负载超标）12.D（ModbusTCP、CAN、Profibus均可用于PLC通信）13.B（零点丢失需手动回零）14.C（编码器干扰会导致位置反馈错误）15.A（工作空间是机器人能到达的所有点）16.C（增量移动最小步长通常为0.1mm）17.B（减速器属于机械系统，非电气）18.B（减速器缺油会导致噪音）19.A（自由度指独立运动轴数）20.A（电池需在断电后立即更换，避免数据丢失）二、多项选择题1.AB（日常维护包括电缆检查、清洁，换油和TCP校准属定期维护）2.ABC（无法启动与电源、急停、驱动器故障相关）3.ABD（机械系统包括臂部、腕部、减速器，伺服电机属电气）4.ACD（示教时需戴手套、速度≤20%、关闭栅栏门，距离无固定300mm要求）5.ABC（过电流可能因电机短路、线路接地、负载惯性大）6.AB（常用示教和离线编程）7.ACD（重复定位精度测试需激光跟踪仪、重复10次、计算标准差）8.ABCD（路径算法、伺服参数、减速器间隙、工具重心均影响平滑性）9.ABC（通信需设置IP、协议、信号定义，与型号无关）10.ABD（电池低电量需立即更换、记录零点、更换后校准）三、填空题1.362.小臂（或“手臂延伸部分”）3.按下（或“激活”）4.水平（或“油位观察孔朝上”）5.机械（或“制动片”）6.速度（或“转速”）7.3（或“三点”）8.水冷（或“液冷”）9.错误（或“故障”）10.额定速度（或“正常运行”）四、简答题1.日常维护主要步骤：（1）检查各连接电缆是否松动、破损；（2）清洁示教器屏幕、操作面板及机器人本体表面；（3）观察各轴运行时是否有异响、振动；（4）确认急停按钮、使能开关功能正常；（5）检查伺服驱动器、电机温度是否在正常范围（≤60℃）；（6）记录运行日志中的报警信息并分析。2.示教器基本功能：（1）手动操纵机器人各轴运动（单轴/线性/重定位）；（2）编写、修改、保存机器人程序；（3）显示机器人实时状态（位置、速度、报警代码）；（4）设置系统参数（如TCP、工具重量、用户坐标系）；（5）执行程序调试（单步运行、全速运行、暂停/恢复）。3.伺服报警排查步骤：（1）查看示教器或驱动器显示屏的具体报警代码；（2）查阅机器人手册，确认报警代码含义（如过流、过载、编码器故障）；（3）检查机械部分：是否有卡阻、负载是否超标、减速器是否润滑良好；（4）检查电气部分：伺服电机绕组电阻是否正常、编码器线路是否松动或干扰；（5）复位报警后测试运行，若重复报警则更换驱动器或电机。4.零点校准目的：确保机器人各轴编码器位置与机械原点一致，保证运动精度。操作步骤：（1）将机器人切换至手动模式，速度调至最低（≤10%）；（2）手动将各轴缓慢移动至机械原点（通过观察零点标记或传感器触发）；（3）在示教器中进入“零点校准”菜单，选择对应轴；（4）确认各轴位置显示为“0”，保存校准数据；（5）校准后测试简单路径，验证定位精度。5.与PLC通信基本流程：（1）硬件连接：通过以太网/总线电缆连接机器人控制cabinet与PLC；（2）参数配置：在机器人系统中设置通信协议（如ModbusTCP）、IP地址、端口号；（3）信号定义：在机器人程序中定义输入/输出信号（如“启动”“停止”“工件到位”）；（4）PLC编程：在PLC中编写对应信号的逻辑控制程序（如检测机器人“就绪”信号后发送“开始搬运”指令）；（5）联调测试：通过示教器监控信号状态，验证通信是否正常（如PLC发送“启动”信号后机器人开始运行）。五、应用题1.重复定位精度计算（标准差公式：\(\sigma=\sqrt{\frac{\sum(x_i\bar{x})^2}{n1}}\)）X轴计算：平均值\(\bar{x}_X=(0.02+0.030.01+0.04+0.020.02+0.03+0.01+0.02+0.03)/10=0.017\,\text{mm}\)偏差平方和：\((0.020.017)^2+(0.030.017)^2+...+(0.030.017)^2=0.000281\)标准差\(\sigma_X=\sqrt{0.000281/(101)}≈0.0177\,\text{mm}\)Y轴计算：平均值\(\bar{x}_Y=(0.01+0.02+0.01+0.03+0.000.01+0.02+0.01+0.02+0.01)/10=0.01\,\text{mm}\)偏差平方和：\((0.010.01)^2+(0.020.01)^2+...+(0.010.01)^2=0.00014\)标准差\(\sigma_Y=\sqrt{0.00014/9}≈0.0125\,\text{mm}\)结论：X轴重复定位精度约为0.018mm，Y轴约为0.013mm。2.异常振动原因分析及排查步骤：机械原因：减速器磨损或缺油（齿轮间隙增大）；轴承损坏（滚动体卡阻）；工具安装松动（TCP位置偏移）；机器人底座固定不牢（地脚螺栓松动）。电气原因：伺服驱动器参数设置不当（如刚性过高或过低）；编码器信号干扰（线路屏蔽不良）；电机绕组局部短路（电流波动）；制动片未完全松开（运行时摩擦）。