2025年工业机器人系统运维员实操技能测评试卷及答案

2025年工业机器人系统运维员实操技能测评试卷及答案一、单项选择题（共5题，每题2分，共10分）1.工业机器人常用的RV减速器主要应用于（）。A.末端执行器关节B.大负载、低转速的腰部和大臂关节C.高转速、小负载的腕部关节D.平衡配重机构2.某六轴工业机器人示教器显示“伺服报警301：编码器通信中断”，最可能的故障点是（）。A.伺服驱动器电源模块损坏B.编码器电缆接头松动或断线C.机器人控制器主板故障D.示教器触摸屏校准异常3.工业机器人重复定位精度的单位通常是（）。A.mmB.μmC.°D.m/s²4.以下不属于工业机器人安全防护装置的是（）。A.急停按钮B.安全光幕C.力矩传感器D.机械限位开关5.某协作机器人运行时出现“关节温度过高（85℃）”报警，优先排查的是（）。A.减速器润滑脂老化B.伺服电机散热风扇故障C.机器人负载超过额定值D.控制器散热孔堵塞二、多项选择题（共5题，每题3分，共15分，错选、漏选不得分）1.工业机器人伺服系统的组成包括（）。A.伺服电机B.减速器C.伺服驱动器D.编码器2.工业机器人示教器的基本功能包括（）。A.程序编写与修改B.实时监控各关节状态C.手动控制机器人运动D.更换机器人本体型号3.以下属于工业机器人常见外部传感器的是（）。A.光电传感器B.力觉传感器C.温度传感器D.视觉传感器4.工业机器人机械臂异响的可能原因有（）。A.减速器齿轮磨损B.轴承润滑不足C.伺服电机转子偏心D.机器人基础安装不水平5.工业机器人电气柜维护的关键操作包括（）。A.定期清理灰尘，检查接线端子紧固度B.测量各模块输入输出电压是否符合标称值C.更换未损坏的熔断器预防故障D.测试急停回路的通断状态三、填空题（共5题，每题2分，共10分）1.工业机器人常用的通信总线协议中，支持高速实时控制的是________（示例：PROFINET）。2.谐波减速器的三大核心部件是刚轮、柔轮和________。3.工业机器人绝对定位精度是指________与理论位置的偏差。4.伺服驱动器的“过载报警”通常由________或机械卡阻引起。5.工业机器人示教编程时，“手动引导模式”需确保________已激活，避免误触发运动。四、简答题（共4题，每题8分，共32分）1.简述工业机器人谐波减速器的日常维护要点。2.当工业机器人伺服驱动器显示“过电流报警”时，应如何排查故障？3.说明工业机器人示教编程的基本流程（以搬运任务为例）。4.列举工业机器人电气系统接地的3项作用，并说明接地电阻的标准要求。五、应用题（共4题，共33分）1.机械精度检测与计算（8分）某六轴工业机器人需检测重复定位精度，使用激光跟踪仪在腕部法兰安装靶球，选择同一目标点进行10次定位，测量得到的X轴坐标值（单位：mm）为：200.12、200.15、200.13、200.14、200.11、200.16、200.13、200.14、200.12、200.15。（1）计算该机器人X轴的重复定位精度（保留3位小数）。（2）若该机器人标称重复定位精度为±0.02mm，判断是否符合要求。2.电气线路检测与故障分析（8分）某工业机器人运行时突然停机，示教器显示“输入信号异常：急停回路断开”。运维人员需检测电气柜内急停回路。（1）列出检测所需工具及步骤。（2）若测得急停按钮两端电压为24V（正常应为0V），分析可能的故障点。3.编程调试与优化（8分）某搬运机器人执行轨迹时，末端工具与工件发生碰撞，示教程序如下（简化版）：```P1:关节坐标[0°,30°,20°,0°,90°,0°]速度50%P2:关节坐标[10°,40°,15°,5°,85°,5°]速度50%P3:关节坐标[20°,50°,10°,10°,80°,10°]速度50%P4:关节坐标[30°,60°,5°,15°,75°,15°]速度50%```（1）分析碰撞可能的原因。（2）提出至少2种程序优化方案。4.综合故障诊断（9分）某焊接机器人运行时出现以下现象：机械臂在移动中突然卡顿，示教器无报警；再次启动后，关节2运动速度明显降低；手动模式下，关节2可缓慢正反转动，但带载时无法到达目标位置。结合机械、电气、软件三方面，列出排查步骤及对应检测方法。答案及解析一、单项选择题1.B（RV减速器耐冲击、承载能力强，多用于腰部和大臂关节；谐波减速器用于腕部等轻载高转速关节）2.B（编码器通信中断通常由电缆问题引起，如接头松动、断线或电磁干扰）3.A（重复定位精度一般以毫米为单位，高精度机器人可能用μm，但常规工业机器人标注为mm）4.C（力矩传感器用于力控，属于功能传感器；安全防护装置包括急停、光幕、限位开关等）5.C（关节温度过高优先检查负载是否超限，其次是散热系统；润滑脂老化会导致异响，风扇故障会导致整体温度升高）二、多项选择题1.ACD（伺服系统包括电机、驱动器、编码器；减速器属于机械传动部件）2.ABC（示教器无法更换机器人本体型号，需通过控制器参数配置）3.ABD（温度传感器通常内置，外部传感器主要用于环境交互，如光电、力觉、视觉）4.ABCD（机械异响可能由齿轮磨损、润滑不足、电机偏心或安装不水平引起）5.ABD（熔断器需在损坏后更换，预防性更换可能导致误动作，不属于常规维护）三、填空题1.EtherCAT（或PROFINET、CCLink等实时总线）2.波发生器3.实际到达位置4.电机堵转（或负载过大）5.安全模式（或手动模式使能）四、简答题1.维护要点：定期检查润滑脂状态（每2000小时或1年），补充或更换专用润滑脂；观察壳体温度（正常≤60℃），异常升温可能为润滑不足或齿轮磨损；检测输出轴径向/轴向间隙（标准≤0.05mm），超差需更换减速器；避免冲击负载（超过额定扭矩的1.5倍可能损坏柔轮）。2.过电流报警排查步骤：机械部分：检查关节是否卡阻（手动转动关节，感受阻力是否均匀）；电气部分：测量伺服电机三相绕组电阻（正常约0.52Ω，三相差值≤5%），检查电缆是否短路；驱动器部分：重置报警后观察是否复现，若复现可能为驱动器功率模块损坏（需更换或维修）；参数部分：确认负载惯量比设置是否与电机匹配（过大惯量会导致电流异常）。3.示教编程流程（搬运任务）：初始化：开机自检，确认各关节状态正常，激活手动模式；定义工具坐标系：通过四点法（TCP校准）设置末端工具中心点；示教路径点：手动引导机器人依次到达取料点（P1）、提升点（P2）、放料点（P3）、返回点（P4），记录各点坐标；设置运动参数：选择直线（LIN）或关节（JOG）运动方式，设置速度（如50%）、加速度（如80%）；程序测试：单步运行程序，观察轨迹是否符合要求，调整路径点位置或速度；保存程序：命名并存储至控制器，设置循环运行模式。4.接地作用：防止电气设备漏电导致人员触电；抑制电磁干扰（EMI），保证控制系统信号稳定；提供故障电流泄放路径，保护设备免受高压损坏。接地电阻标准：工业机器人系统接地电阻应≤4Ω（部分高精度场景要求≤1Ω）。五、应用题1.机械精度检测与计算（1）重复定位精度计算公式：重复定位精度=±（最大值最小值）/2测量值最大值200.16mm，最小值200.11mm，差值0.05mm，故重复定位精度=±0.025mm（保留3位小数为±0.025mm）。（2）标称精度为±0.02mm，实际检测值±0.025mm超过标称值，不符合要求。2.电气线路检测与故障分析（1）检测工具：万用表（电压档、通断档）、兆欧表（可选）。检测步骤：①断开机器人总电源，确认安全；②查看电气柜急停回路图纸，明确急停按钮、继电器、控制器输入点的连接路径；③闭合总电源（保持机器人未启动），用万用表电压档测量急停按钮进线端（应为24V）、出线端（正常应为24V，经急停按钮常闭触点后到下一级）；④按下急停按钮，测量出线端电压应变为0V（触点断开）；若未变化，说明急停按钮触点故障；⑤若按钮正常，检测线路是否断路（用通断档测量导线电阻，正常≤0.5Ω）；⑥检查控制器输入模块对应的急停信号端子电压（正常未按下时为24V，按下为0V）。（2）测得急停按钮两端电压为24V（正常未按下时，进线24V，出线24V；按下时进线24V，出线0V）。若未按下按钮时出线端电压为24V，但控制器显示急停断开，可能故障点：急停按钮到控制器输入模块的线路断路（导线断开或端子松动）；控制器输入模块损坏（无法接收24V信号）；继电器线圈或触点故障（急停回路通过继电器中转时）。3.编程调试与优化（1）碰撞可能原因：轨迹规划不合理（关节运动时末端路径存在障碍物）；工具坐标系未正确校准（TCP位置偏差导致实际轨迹偏移）；工件定位误差（工件摆放位置与程序设定不符）；速度过高（惯性导致过冲）。（2）优化方案：①插入中间点：在P1P2之间添加P1.1（如关节坐标[5°,35°,18°,2°,88°,2°]），使轨迹更平滑；②切换运动方式：将关节运动（JOG）改为直线运动（LIN），控制末端沿直线移动，避开障碍物；③降低速度/加速度：将速度从50%调整为30%，减少惯性过冲；④重新校准工具坐标系：通过五点法重新标定TCP，确保末端位置准确。4.综合故障诊断排查步骤及检测方法：|排查方向|具体步骤|检测方法||||||机械部分|1.检查关节2减速器润滑状态<br>2.测量关节2轴承间隙<br>3.检查机械卡阻点|1.拆检减速器，观察润滑脂是否老化（发黑、结块）<br>2.用塞尺测量轴承径向间隙（标准≤0.03mm）<br>3.手动转动关节2，感受阻力是否均匀（卡阻处有明显顿挫）||电气部分|1.检测伺服电机绕组电阻<br>2.测量伺服驱动器输出电流<br>3.检查编码器信号|1.用万用表测量三相绕组电阻（正常约1Ω，三相差值≤5%）<br>2.驱动器面板读取实时电流（正常运行电流≤额定电流）<br>3.用示波器检测编码器A/B/Z相信号（波形应清晰，无丢