2025年机器人运维工程师故障诊断真题模及答案

2025年机器人运维工程师故障诊断练习题模及答案一、单项选择题（共10题，每题2分，共20分。每题只有1个正确选项）1.工业机器人机械臂在低速运行时出现“爬行现象”，最可能的故障原因是（）。A.伺服电机编码器分辨率不足B.减速器内部润滑脂老化C.控制柜散热风扇故障D.示教器通信协议不匹配2.某六轴工业机器人（负载20kg）在搬运工件时，第三轴伺服驱动器频繁报“过载”故障，优先排查的参数是（）。A.第三轴电机额定功率B.第三轴减速器减速比C.第三轴负载惯量比D.控制柜PLC程序循环周期3.激光雷达作为移动机器人导航传感器，若检测到障碍物距离异常（实际无障碍物时显示有信号），最可能的故障是（）。A.雷达发射模块电源电压波动B.机器人本体接地不良C.导航算法中的卡尔曼滤波参数错误D.雷达镜头表面有油污4.采用ModbusTCP协议通信的机器人与PLC，若出现“通信超时”故障，使用网络抓包工具检测发现PLC侧无响应报文，优先检查（）。A.机器人端Modbus从机地址设置B.PLC端IP地址与机器人端是否在同一网段C.通信线缆的屏蔽层是否接地D.机器人控制器的系统时间同步设置5.谐波减速器在长期运行后出现异响，拆解检查发现柔轮齿面有明显磨损，最可能的诱因是（）。A.减速器安装时同轴度偏差超过0.05mmB.伺服电机额定扭矩低于负载需求C.控制柜温度长期高于45℃D.示教器操作时误修改了关节加速度参数6.协作机器人（带力矩传感器）在与人交互时突然急停，故障代码显示“碰撞检测触发”，但实际未发生碰撞，可能的原因是（）。A.力矩传感器零漂未校准B.机器人本体接地电阻过大C.示教器屏幕触控不灵敏D.伺服驱动器制动电阻容量不足7.并联机器人（Delta型）在高速取放时末端定位误差突然增大（从±0.1mm增至±0.5mm），优先检查（）。A.同步带张紧力是否均匀B.伺服电机编码器电池电量C.视觉系统标定参数D.压缩空气压力是否稳定8.某SCARA机器人在执行圆弧插补时轨迹偏差超差，示教器显示“插补运算超时”，可能的故障是（）。A.伺服驱动器电流环响应速度过低B.控制器CPU负载率超过85%C.末端执行器气路泄漏D.减速器背隙补偿参数错误9.移动机器人（AGV）沿磁条导航时频繁偏离路径，磁导航传感器显示“信号丢失”，但磁条外观无损坏，可能的原因是（）。A.磁条下方有金属异物干扰B.AGV驱动轮轮胎磨损不均C.激光slam导航模块与磁导航模块冲突D.电池组电压低于24V10.喷涂机器人在喷涂过程中出现“断漆”现象（涂料间断喷出），排除涂料供给系统故障后，最可能的原因是（）。A.喷枪伺服电机编码器信号丢失B.机器人关节速度设置过高C.压缩空气压力波动（0.6MPa→0.4MPa）D.控制柜PLC输入点接触不良二、多项选择题（共5题，每题3分，共15分。每题有24个正确选项，错选、漏选均不得分）11.六轴工业机器人末端定位精度超差（标准±0.05mm，实测±0.12mm），可能的故障原因包括（）。A.各关节减速器背隙增大（超过0.02rad）B.伺服驱动器位置环增益设置过低C.工具坐标系（TCP）标定误差过大D.机器人基坐标系（Base）安装面水平度偏差超0.1mm/m12.机器人控制柜内断路器频繁跳闸，可能的故障点有（）。A.伺服电机绕组绝缘电阻下降（<50MΩ）B.编码器线缆屏蔽层与金属外壳短路C.散热风扇电机轴承卡滞导致电流过大D.PLC输入模块电源电压波动（24V→22V）13.力控机器人在打磨作业中出现“打磨力不稳定”（目标50N，实际3070N波动），可能的原因是（）。A.力传感器采样频率过低（50Hz）B.打磨工具与工件接触点动态变化未补偿C.伺服驱动器速度环积分时间常数设置过大D.机器人本体固有频率与打磨频率共振14.采用PROFINET通信的机器人与IO模块，若出现“从站丢失”故障，可能的排查方向是（）。A.检查IO模块的设备名称是否与控制器配置一致B.测试通信线缆的传输延迟（需≤100μs）C.确认控制器与IO模块的PROFINET版本兼容（如V2.3与V1.0）D.测量IO模块供电电压（需稳定在24V±5%）15.移动机器人（AMR）在自动充电时无法对接充电桩，可能的故障包括（）。A.充电桩二维码定位标识污损B.AMR激光雷达反光板位置偏移C.充电接口接触簧片氧化D.导航地图中充电桩坐标未更新三、填空题（共10题，每题2分，共20分）16.工业机器人关节伺服电机的抱闸通常在________（通电/断电）状态下释放，确保断电时机械臂锁定。17.谐波减速器的三个核心部件是波发生器、柔轮和________。18.机器人控制柜内伺服驱动器的“过压”故障（OverVoltage）通常由________（再生能量/输入电压过高）引起。19.激光位移传感器测量精度受被测物体表面________（反射率/硬度）影响最大。20.机器人通信故障排查时，使用________（ping/telnet）命令可检测IP连通性，使用Wireshark可抓包分析协议数据。21.协作机器人的碰撞检测功能基于________（力矩传感器/视觉传感器）实时监测关节扭矩变化。22.工业机器人重复定位精度（RPR）的检测依据是ISO________标准（填写标准编号）。23.伺服电机编码器分为绝对值编码器和________编码器，前者断电后仍能保存位置信息。24.移动机器人导航中，SLAM技术的全称是________。25.喷涂机器人的静电喷枪需连接________（正极/负极）高压电源，使涂料颗粒带电吸附到工件表面。四、简答题（共5题，每题8分，共40分）26.简述六轴工业机器人机械臂在中速运行时出现周期性抖动的可能原因及排查步骤。27.某伺服驱动器报“过流故障（OverCurrent）”，请列出至少5项可能的故障点及对应的排查方法。28.示教器突然无显示（屏幕黑屏），但机器人仍能接收外部IO信号运行，分析可能的故障原因及处理措施。29.机器人与PLC通过ModbusRTU通信时，PLC端读取的机器人状态数据异常（如“运行状态”始终为0），请设计故障诊断流程。30.力传感器输出信号不稳定（噪声大），排除传感器本身故障后，分析可能的外部干扰源及抑制方法。五、应用题（共2题，第31题15分，第32题10分，共25分）31.综合分析题：某汽车厂焊接机器人（型号：ABBIRB6700150/2.8）在连续运行2小时后突然停机，示教器显示“安全链断开（SafetyChainOpen）”故障代码。现场检查发现：机器人本体无碰撞痕迹；控制柜急停按钮未按下；安全门（带安全开关）处于关闭状态；伺服驱动器电源指示灯正常；万用表测量安全链回路电压为0V（正常应为24V）。请列出完整的故障诊断流程，并分析可能的故障点及解决方法。32.计算题：某水平多关节机器人（SCARA）第二轴需驱动负载（质量m=5kg，质心到关节中心距离r=0.3m）以最大角加速度α=20rad/s²旋转，忽略连杆自重及摩擦，计算所需伺服电机的最小输出扭矩（保留2位小数）。（扭矩公式：T=J·α，转动惯量J=mr²）参考答案一、单项选择题1.B2.C3.D4.B5.A6.A7.A8.B9.A10.C二、多项选择题11.ABCD12.ABC13.ABD14.ABCD15.ABCD三、填空题16.通电17.刚轮18.再生能量19.反射率20.ping21.力矩传感器22.928323.增量式24.同步定位与地图构建25.负极四、简答题26.可能原因及排查步骤：（1）机械原因：减速器磨损（背隙增大）、轴承松动、传动件（如同步带）张紧不均。排查方法：手动盘车检查各关节阻力是否均匀，使用千分表测量末端重复定位精度。（2）电气原因：伺服电机绕组局部短路（电流波动）、编码器信号干扰（波形畸变）。排查方法：用万用表测量电机三相绕组电阻是否平衡，用示波器观察编码器A/B/Z相信号。（3）控制原因：PID参数设置不当（如速度环比例增益过高）、插补算法误差累积。排查方法：通过示教器监控关节电流曲线，调整PID参数后测试。（4）外部干扰：附近大电机启动导致电源谐波污染。排查方法：使用电能质量分析仪检测控制柜输入电压谐波含量。27.过流故障可能的故障点及排查方法：（1）电机故障：绕组短路或对地绝缘不良。排查：用兆欧表测量电机绝缘电阻（≥50MΩ），用万用表测三相电阻平衡度（偏差≤5%）。（2）驱动器输出短路：IGBT模块击穿。排查：断电后测量驱动器U/V/W输出端电阻（正常应无短路）。（3）负载突变：机械卡阻（如导轨异物）。排查：手动盘车检查关节运动是否顺畅，观察负载扭矩曲线是否突变。（4）编码器故障：信号丢失导致驱动器误判位置。排查：用示波器观察编码器信号是否有丢脉冲现象。（5）参数设置错误：负载惯量比超驱动器允许范围。排查：核对驱动器参数“负载惯量比”（通常≤10倍电机惯量）。28.故障原因及处理措施：（1）示教器电源故障：内部电源模块损坏或电源线接触不良。处理：检查示教器与控制器连接线缆的电源引脚（如24V）电压是否正常，更换电源模块。（2）显示屏幕故障：液晶屏损坏或背光驱动板故障。处理：外接显示器（通过VGA/HDMI接口）测试，若正常则更换示教器屏幕。（3）通信故障：示教器与控制器的CAN总线/以太网通信中断。处理：用万用表测量通信线电阻（CAN线正常为60Ω终端电阻），更换通信线缆。（4）控制器主板故障：显示驱动接口损坏。处理：更换控制器主板或维修显示输出电路。29.故障诊断流程：（1）确认物理连接：检查RS485线缆A/B极性是否正确，终端电阻（120Ω）是否接入，测量线缆通断（电阻≤1Ω）。（2）验证电气参数：用万用表测量通信线电压（正常差分电压≥2V），检查PLC与机器人的波特率、数据位、校验位是否一致。（3）排查从机地址：确认机器人端Modbus从机地址与PLC程序中设置的地址匹配（如机器人设为1，PLC读取地址应为1）。（4）测试单帧通信：通过Modbus调试工具（如ModbusPoll）向机器人发送读指令，观察是否有响应，判断是机器人端还是PLC端问题。（5）检查程序逻辑：确认机器人端是否启用Modbus服务，PLC程序中读取的寄存器地址（如保持寄存器40001）是否与机器人实际映射地址一致。30.外部干扰源及抑制方法：（1）电磁干扰：附近变频器、伺服驱动器的高频谐波。抑制：为力传感器线缆增加屏蔽层并单端接地，在驱动器输入侧加装滤波器。（2）电源干扰：控制柜电源电压波动（如24V→22V）。抑制：使用稳压电源供电，在传感器电源端并联去耦电容（如100μF）。（3）机械振动：机器人本体振动传递至传感器。抑制：在传感器与机械臂之间加装减震垫，调整机器人运行速度避开共振频率。（4）接地问题：传感器与机器人本体接地不共点（地电位差）。抑制：确保传感器、机器人、控制柜共地（接地电阻≤4Ω）。五、应用题31.故障诊断流程及可能故障点：（1）确认安全链回路结构：安全链通常串联急停按钮、安全门开关、伺服驱动器使能信号等部件，任一节点断开会导致回路电压下降。（2）分段排查安全链回路：第一步：测量控制柜内安全链输入端子电压（正常24V），若为0V，检查前级电源（如24V开关电源输出是否正常）。第二步：若前级电源正常，断开安全门开关接线，测量开关两端电压（闭合时应为0V，断开时24V），判断安全门开关是否损坏（如触点氧化）。第三步：检查急停按钮（包括手持示教器急停和控制柜急停）触点是否闭合（用万用表通断档测量）。第四步：检查伺服驱动器的“安全使能”输出信号（DriveEnable）是否正常（正常时闭合，故障时断开），可能因驱动器内部故障（如过温）导致信号断开。第五步：检查连接线缆（如安全链总线）是否断路或短路（用万用表测量线间电阻）。可能