2025年工业机器人系统集成故障排查培训试题及答案解析

2025年工业机器人系统集成故障排查培训试题及答案解析一、单项选择题（每题2分，共20分）1.在工业机器人系统中，若示教器显示“SRVO062BZAL”报警，最可能的故障原因是A.伺服放大器过热B.电池电压低于下限C.编码器电缆断线D.马达制动器失效答案：B解析：SRVO062为FANUC机器人电池电压低报警，BZAL即“BatteryLowAlarm”，更换控制柜主板电池即可消除。2.当PLC与机器人通过EtherNet/IP进行I/O交互时，机器人侧一直显示“WaitingforPLC”，而PLC侧无报错，应优先检查A.机器人运动学参数B.PLC扫描周期C.EtherNet/IP的Scanner/Adapter角色配置D.伺服电机绝缘答案：C解析：EtherNet/IP网络中角色颠倒会导致数据链路无法建立，机器人若被误设为Scanner而PLC也为Scanner，则无法完成连接。3.某六轴机器人出现“J3轴跟随误差过大”报警，现场测量伺服放大器三相进线电压为380V±2%，则下一步最合理的排查步骤是A.更换伺服马达B.检查马达抱闸是否完全打开C.重置机器人零点D.升高伺服增益参数答案：B解析：跟随误差过大常因机械阻力或抱闸未释放，电压正常则先排除机械侧原因，避免盲目调增益。4.在RobotStudio中导入第三方工具模型后，机器人轨迹出现非期望奇异点，最快捷的修正方式是A.降低TCP速度B.调整工具坐标系Z方向10mmC.在路径中插入中间点改变姿态D.更换机器人型号答案：C解析：奇异点由腕部中心与J5轴共线引起，插入中间点可改变姿态远离奇异区域，无需改动硬件。5.使用FANUC力觉传感器进行精密装配时，示教器显示“Forcesensornotready”，且状态LED红灯常亮，首先应A.检查传感器6芯电缆屏蔽层接地B.重新标定机器人基坐标C.提高力控增益D.重启机器人控制器答案：A解析：力觉传感器对EMI敏感，屏蔽不良导致初始化失败，优先确认接地与电缆完整性。6.某条搬运线采用ABBIRC5控制柜，现场维护人员误将安全板X7的“ES1”与“ES2”端子短接，系统表现出的现象是A.自动模式无法上电，手动模式正常B.任何模式都无法上电，安全链断开C.自动模式正常，手动模式无法复位D.示教器黑屏答案：B解析：X7的ES1/ES2为双通道急停链，短接会被视为“常闭触点被跨接”，安全链检测失败，系统拒绝上电。7.当机器人与外部轴协同作业时，出现“协调运动偏差超限”报警，最不可能的原因是A.外部轴减速机背隙过大B.机器人基坐标系未标定C.协同参数COORD[1]未开启D.机器人TCP负载数据填写错误答案：C解析：COORD未开启则系统不会执行协同运动，因此不会触发“偏差超限”报警，其余选项均可导致实际轨迹与指令不符。8.在KUKA.WorkVisual中配置DeviceNet总线，扫描不到任何从站，且总线终端电阻测量为120Ω，下一步应检查A.终端电阻是否并联变成60ΩB.总线电源24V是否接反C.从站MACID是否冲突D.主站扫描列表是否启用“AutoAddress”答案：C解析：DeviceNetMACID冲突会导致从站拒绝上线，终端电阻正确、电源正常时优先排查地址。9.若机器人激光寻位系统反馈的焊缝起点与实际偏差超过2mm，且激光器安装在机器人第六轴，应首先重新校准A.激光器与焊枪的ToolCenterPoint相对关系B.机器人基坐标C.激光器输出功率D.焊丝伸出长度答案：A解析：激光器与焊枪为双工具，相对关系误差直接映射到焊缝坐标，需做“LasertoTCP”标定。10.在YRC1000控制器中，若变量B001被意外置为ON，导致程序跳过某段焊接，快速定位该变量的最佳手段是A.在示教器“变量监视”中搜索B001B.在维护模式查看系统日志C.使用“交叉参考”功能检索所有引用点D.重新加载备份程序答案：C解析：交叉参考可列出变量在全部JOB、宏、条件文件中的出现位置，最快定位被误写位置。二、多项选择题（每题3分，共15分，每题至少有两个正确答案，多选少选均不得分）11.下列哪些情况会导致机器人伺服放大器报“过电流OC”故障A.马达动力线U相绝缘破损对地B.减速机轴承损坏造成堵转C.制动器整流块击穿D.编码器电池掉电E.伺服增益设置过高引发振荡答案：ABCE解析：过电流由硬件短路、机械卡死或控制环震荡引起，电池掉电不会直接触发OC。12.关于工业机器人安全回路描述正确的有A.双通道冗余信号必须同时动作，相差<500msB.安全板继电器采用强制导向结构C.示教器使能开关为三位置型，松开或按到底均断开D.安全围栏门锁信号可单通道接入PLC普通输入E.安全等级需达到PLe/Cat.3答案：ABCE解析：围栏门锁必须接入安全继电器双通道，D错误。13.使用FANUC视觉iRVision进行2D定位时，出现“Partnotfound”报警，可能原因包括A.曝光时间过短导致图像全黑B.用户坐标系未标定C.模型模板被旋转超过设定阈值D.镜头保护盖未拆除E.机器人TCP未校准答案：ACD解析：视觉定位与TCP无直接关联，B、E不会导致找不到工件。14.在PLC与机器人Profinet通信调试中，机器人侧I/O映射正常但PLC侧模块红灯闪，可能的问题有A.机器人GSDML文件版本与PLC组态不一致B.机器人未设置为IDeviceC.PLC扫描周期小于8msD.交换机端口未开启LLDPE.机器人Profinet站名含中文空格答案：ABE解析：GSDML版本或站名非法会导致拒绝连接，IDevice角色未启用亦无法交换数据；扫描周期与LLDP非必要条件。15.下列哪些参数属于机器人动力学模型必须输入的A.连杆质量B.连杆质心坐标C.减速机背隙D.马达转子惯量E.工具质量答案：ABDE解析：背隙属于机械误差，动力学模型不需输入，其余为牛顿欧拉方程必备参数。三、填空题（每空2分，共20分）16.FANUC机器人中，用于读取系统当前时间的Karel变量名为________。答案：$DATE_TIME解析：系统变量$DATE_TIME返回年月日时分秒，格式为STRING。17.在ABBRobotStudio中，若要将外部轴Track_motion_1与机器人本体联动，需在“________”选项卡勾选“MechanicalUnit”并加入“________”列表。答案：Configuration、LinkedM.U.解析：LinkedM.U.用于声明协同运动关系。18.KUKA系统中，变量$VEL_AXIS[3]代表________轴的________速度百分比。答案：A3、指令解析：数组下标对应轴号，值范围0~100%。19.当使用DeviceNet总线时，终端电阻标准值为________Ω，若两根总线电缆各带一个终端，则并联测量值应为________Ω。答案：120、60解析：两端并联后120//120=60Ω。20.若机器人控制柜24VDC电源实测仅22.5V，低于规范________V，可能导致安全继电器误动作。答案：22.8解析：FANUC、ABB等厂商要求24V±5%，即22.8~25.2V。21.在YRC1000中，将变量B000强制为ON的MOTET指令写法为________。答案：MOTETB000,1解析：MOTET为变量强制指令，第二个参数为值。22.激光焊缝跟踪系统通常采用________三角测量原理，其中激光器与相机夹角一般设置为________°~________°。答案：结构光、25、35解析：夹角过小灵敏度低，过大遮挡严重。23.当机器人与外部轴进行直线协同运动时，需使用________坐标系，且外部轴必须设置为________类型。答案：世界、线性轨道解析：世界坐标下可将外部轴线性度叠加到路径规划。24.若FANuco机器人出现“SYST011Systemcoldstart”信息，说明控制器进行了________启动，此时需重新________。答案：冷、设置系统变量解析：冷启动会清空易失内存，需重新加载变量与mastering。25.在ISO102181:2011中，规定机器人安全停车类别分为________类，其中________类停车需切断伺服电源。答案：3、1解析：Cat1为断电停车，Cat2为受控停车保持伺服，Cat0为自由停车。四、判断题（每题1分，共10分，正确打“√”，错误打“×”）26.机器人mastering一旦丢失，必须返厂重新标定零位。答案：×解析：现场可用masteringjig或激光跟踪仪重新标定，无需返厂。27.在KUKA系统里，$IN[1]可直接在KRL程序中赋值。答案：×解析：$IN为只读系统变量，不能赋值。28.ABB机器人可同时在不同任务（Task）中运行两个主程序main。答案：√解析：MultiTasking选项支持多任务并行，每个任务拥有独立main。29.机器人防护围栏高度若低于1.4m，则顶部必须加装光幕。答案：√解析：ISO13857规定1.4m以下需附加防护避免攀爬。30.使用FANUCKarel编程时，变量一旦声明为VAR，作用域为全局。答案：×解析：VAR为程序内局部，GLOBAL关键字才是全局。31.机器人伺服马达编码器为绝对式时，断电后无需电池也能保持位置。答案：×解析：绝对式编码器仍需电池保存多圈数据，否则断电后圈数丢失。32.若机器人TCP速度设置为100%，则各轴速度百分比一定也为100%。答案：×解析：TCP速度由空间合成，各轴速度取决于姿态，可能个别轴<100%。33.在Profinet网络中，机器人作为IODevice时，其输入数据对应PLC的Q区。答案：√解析：PLC的Q区输出至机器人输入，命名视角相反。34.机器人示教器触摸屏表面为电容式，可用湿布直接擦拭。答案：×解析：湿布易导致误触发或进水，应使用微湿防静电布。35.机器人控制柜内CMOS电池电压低于2.9V时必须更换，否则系统时间将复位。答案：√解析：FANUC、KUKA等主板电池阈值2.9~3.0V，低于则掉电。五、简答题（每题8分，共40分）36.（封闭型）描述FANUC机器人出现“SRVO023Stoperrorofmotorspeed”时的完整排查流程，并给出恢复步骤。答案：1)确认报警轴：查看报警履历，记录轴号。2)检查负载：确认实际负载≤额定，重新输入质量、惯量。3)检查伺服增益：调用ServoAdjust画面，对比出厂参数，若增益被手动调高则恢复。4)检查反馈：用DMM测量编码器5V，若<4.8V则更换电缆。5)检查机械：手动移动轴，若沉重则检查减速机、轴承、抱闸。6)检查电源：测量三相进线压降<10%，波形无畸变。7)空载测试：拆下马达与减速机，空转运行，若仍报警则更换放大器。8)恢复：排除故障后，清除报警，执行mastering，做定位精度测试，记录报告。37.（开放型）某客户现场新增一条双机器人弧焊线，采用YASKAWADX200与PLC通过EtherNet/IP交换I/O。调试阶段发现：机器人A可正常接收PLC启动信号，机器人B无响应。请给出系统级排查思路，并说明如何验证网络层、应用层及配置层。答案：网络层：1)用PC安装Wireshark抓包，过滤eth.addr==机器人BMAC，查看是否有“IdentifyRequest”广播。2)若未见任何包，检查机器人BIP是否冲突，用ping测试往返时延<1ms。3)检查交换机端口状态，若显示“halfduplex”则强制100M全双工。配置层：4)对比机器人A/B的EDS文件，确认机器人B的Adapter实例ID、Input/OutputAssembly与PLCScanner匹配。5)检查PLC扫描列表中机器人B站号是否启用，若“Enable”位未勾则PLC不发送连接请求。6)查看机器人B的“TCP/IPSetting”中Gateway是否指向交换机IP，若无网关则跨网段失败。应用层：7)在机器人B示教器进入“IOMonitor”→“EtherNet/IP”画面，若“Status”=0x0113（ConnectionTimeout）则表明PLC已发请求但机器人未回响应，原因常为Assemblysize不符。8)修改PLC输入大小与机器人输出一致，例如机器人输出64byte，PLC需建同样长度数组。9)重新上电，观察PLC模块状态灯由红变绿，机器人B接收启动信号，完成验证。38.（封闭型）列举五种可造成机器人“路径轨迹偏移但无报警”的隐性故障，并给出定量检测方法。答案：1)TCP负载数据错误：用标准球杆仪测量，若圆度误差>0.5mm则重标负载。2)减速机背隙增大：用激光跟踪仪测单轴往返1°，计算滞后角度>0.05°则更换减速机。3)基坐标系偏移：以三维靶标做BestFit，若残差>0.3mm则重标基坐标。4)伺服编码器干扰：示波器测A/B相抖动，若峰峰值>0.2V则查屏蔽层接地电阻<1Ω。5)工具电缆拖链拉扯：用应变片测电缆拉力，若>30N则加装平衡臂。39.（开放型）某工厂采用KUKAKR210R2700进行发动机缸体去毛刺，工艺要求轮廓误差≤±0.2mm。运行三个月后，客户发现拐角处过切0.5mm。请给出完整诊断与优化方案，并说明如何建立闭环监控。答案：诊断：1)采集实际路径：用LeicaAT960激光跟踪仪以1kHz采样，对比理论Gcode，发现拐角减速段X、Y实际滞后20ms。2)检查伺服：读取$TORQ_DIFF[1…6]，若>15%额定扭矩则怀疑机械阻力。3)检查主轴：去毛刺主轴为气动，若转速由30krpm降至25krpm，切削力增大，导致机器人被“拖拽”。优化：4)动态模型：更新LoadData，将主轴质量15kg、质心Z=120mm输入，重新计算Inertia。5)伺服参数：降低LookAhead距离至25mm，提高Kv至出厂×1.2倍，观察拐角振动<5µm。6)工艺：将拐角速度由50mm/s降至30mm/s，主轴转速提高至35krpm，保持切削线速度。7)刀具：更换双刃硬质合金刀，直径由6mm减至4mm，降低切削力30%。闭环监控：8)在机器人程序插入KRL指令，实时读取$POS_ACT与$VEL_ACT，通过EtherNet/IP发送至PLC。9)PLC计算轮廓误差=│实际理论│，若>0.2mm则报警并停机，数据上传MES形成SPC图。10)每周自动触发激光跟踪仪复检，若系统误差>0.1mm则回退至维护模式，实现闭环。40.（封闭型）说明如何利用FANUCDCS（DualCheckSafety）实现无围栏人机协作，并给出SpeedCheck与PositionCheck的具体参数设置步骤。答案：1)在DCS菜单启用“SpeedCheck”，设置最大安全速度250mm/s，角度监控50°/s。2)启用“PositionCheck”，定义立方体Zone1为机器人工作区，尺寸X=800mm、Y=600mm、Z=1200mm，中心与基坐标对齐。3)设置“HumanZone”为Zone1外扩200mm，若机器人TCP进入则触发Cat2停车。4)在“SafeI/O”将DCS输出映射到安全继电器，双通道切断伺服使能。5)使用DCSVerify功能，手持示教器进入HumanZone，确认机器人减速至250mm/s以内并停于边界。6)保存DCS参数至FROM，并设置密码防止未授权修改，完成协作认证（ISO102182Cat.3PLd）。六、综合应用题（共30分）41.某客户新建一条锂电池堆垛线，采用两台FANUCM20iA/35M机器人与1台AGV。系统要求：1)机器人完成电芯抓取→堆叠→压紧→下料至AGV；2)AGV与机器人通过ModbusTCP交换节拍信号；3)若机器人30s内未收到AGV“允许上料”信号，则进入待机能耗模式，伺服功率降至20%；4)堆垛精度±0.5mm，节拍≤4.5s/件；5)故障停机时，维护人员可在远程HMI一键回放最近10min机器人3D轨迹。请完成以下任务：（1）绘制系统拓扑图，并标注网络设备IP分配；（6分）（2）编写FANUCKarel程序框架，实现ModbusTCP心跳与能耗模式切换；（8分）（3）设计基于iRVision的视觉纠偏方案，给出相机安装方式、标定流程及误差补偿公式；（8分）（4）说明如何利用ROBOGUIDE的“EnergySaving”插件评估能耗，并给出降低能耗的三种措施；（5分）（5）列出实现3D轨迹回放所需的数据采集字段与存储周期，并给出文件命名规则。（3分）答案：（1）拓扑与IP：AGV:0/24机器人A:0机器人B:1视觉PC:0HMI:0交换机:网关:54（2）Karel框架：PROGRAMmodbus_agvVARstatus:INTEGERheartbeat:BOOLEANtimer:INTEGERBEGINheartbeat=FALSEti