2025年工业机器人故障诊断与维修技能测试题及答案

2025年工业机器人故障诊断与维修技能测试题及答案一、单项选择题（每题1分，共20分。每题只有一个正确答案，请将正确选项字母填入括号内）1.在六轴工业机器人中，导致“J3轴电机过载报警”最常见的原因是（）A.伺服驱动器母线电压过低B.减速机内部润滑脂老化导致机械效率下降C.编码器电池电压低于2.5VD.控制柜内24VDC电源模块损坏答案：B2.使用示波器测量伺服驱动器UVW三相电流波形时，若出现单边削顶，应首先怀疑（）A.电机绕组匝间短路B.驱动器IGBT单桥臂损坏C.编码器Z信号丢失D.制动器未打开答案：B3.某品牌机器人示教器提示“编码器通信异常0x7301”，现场更换编码器线后报警依旧，下一步最合理的排查顺序是（）A.更换伺服电机B.检查伺服驱动器CN2插头5V供电C.更新机器人系统软件D.检查机械零点位置答案：B4.在EtherCAT总线网络中，若扫描不到第3个从站，而第1、2个从站正常，最可能的物理层故障是（）A.第2与第3从站间网线TX+、TX反接B.主站DC时钟未同步C.主站EEPROM配置错误D.第3从站ESC芯片损坏答案：A5.机器人TCP漂移但重复定位精度良好，应首先校准（）A.基坐标系B.工具坐标系C.用户坐标系D.关节零点答案：B6.更换本体电池后必须执行的参数是（）A.重新标定LoadDataB.重新设置AbsoluteEncoderZeroPositionC.重新校准CameraOffsetD.重新设置ToolWeight答案：B7.在PLC与机器人ProfinetIO通信中，机器人作为Device，PLC主站cyclic数据长度由下列哪个文件决定（）A.GSDML文件B.EDS文件C.INI文件D.PRG文件答案：A8.某工位机器人运行中突然停机，控制柜SRB继电器指示灯灭，但示教器仍有显示，应优先检查（）A.安全门开关B.伺服使能回路C.控制柜主电源三相缺相D.示教器急停按钮答案：A9.使用激光跟踪仪检测机器人绝对精度时，若最大误差出现在J5轴±90°附近，最可能的原因是（）A.J5减速机背隙过大B.J4与J5连杆长度参数错误C.J5电机抱闸磨损D.基座水平度超差答案：B10.在维修手册中，某螺栓预紧力矩标注为“M810.9级30Nm±3Nm”，其含义为（）A.最大扭矩不超过33NmB.最小扭矩不低于27NmC.30Nm为目标值，允许±10%公差D.以上均正确答案：D11.关于机器人谐波减速机，下列说法正确的是（）A.柔轮材料为40Cr，需氮化处理B.波发生器转速低于刚轮转速C.传动误差主要来源于柔轮弹性变形D.润滑脂更换周期与运行小时无关答案：C12.在伺服驱动器参数中，PA101代表（）A.位置环增益B.速度环积分时间C.电流环比例增益D.编码器分辨率答案：A13.若机器人运行程序时提示“KinematicsError105”，表示（）A.逆解不存在，目标点不可达B.关节限位被触发C.工具重量超上限D.伺服未就绪答案：A14.使用Fluke87V万用表测量伺服电机绝缘电阻，应选择（）A.二极管档B.电阻档C.MΩ档500VD.电流档答案：C15.现场发现机器人J2轴异响，声音频率与电机转速成正比，停机手摇无阻力，最可能故障为（）A.电机轴承损坏B.减速机齿轮崩齿C.同步带齿形磨损D.固定螺栓松动答案：A16.在机器人系统中，下列哪种现场总线不支持分布式时钟同步（）A.EtherCATB.ProfinetIRTC.DeviceNetD.Powerlink答案：C17.某工位使用视觉定位，机器人抓取偏差呈系统性+2mmX方向偏移，应首先（）A.重新手眼标定B.提高曝光时间C.更换镜头D.调大抓取逼近速度答案：A18.关于机器人安全类别PL（PerformanceLevel），下列说法正确的是（）A.PLe等同于SIL3B.PLc可满足Cat.2架构C.PLa不需要冗余通道D.以上均正确答案：D19.在更换控制柜风扇后，必须执行的测试为（）A.风扇转速反馈测试B.24VDC纹波测试C.接地连续性测试D.绝缘耐压测试答案：A20.若机器人系统文件被误删，无法启动，最可靠的恢复方式是（）A.使用系统Ghost镜像还原B.重新安装相同版本系统并导入最新备份C.直接复制同型号控制器硬盘D.升级至最新版本固件答案：B二、多项选择题（每题2分，共20分。每题有两个或两个以上正确答案，多选、少选、错选均不得分）21.下列哪些情况会导致机器人“伺服未就绪”报警（）A.制动器未打开B.电机动力线断相C.编码器电池耗尽D.控制柜温度超过55℃答案：A、B、D22.关于机器人谐波减速机润滑维护，正确的有（）A.使用ShellGadusS3V2202号脂B.首次50h更换，以后每5000h更换C.加注量以空腔体积70%为宜D.不同品牌脂可以混用答案：A、B、C23.使用示波器检测伺服驱动器PWM波形时，应注意（）A.探头接地线尽可能短B.使用差分探头测量高压桥臂C.带宽不低于驱动器开关频率5倍D.可直接测量220VAC市电波形答案：A、B、C24.机器人控制柜日常点检项目包括（）A.风扇运行状态B.24VDC输出电压C.柜内湿度指示卡D.伺服电机绝缘电阻答案：A、B、C25.下列哪些属于机器人安全回路双通道冗余元件（）A.急停按钮NC/NO触点B.安全PLCCPU冗余C.安全门开关双触点D.伺服驱动器STO端子答案：A、C、D26.关于机器人工具坐标系标定，正确的有（）A.四点法需姿态差异大于30°B.六点法可提高Z方向精度C.TCP点必须位于工具几何中心D.标定后需验证定向误差答案：A、B、D27.现场发现机器人电源模块5V输出纹波峰峰值120mV，可能原因有（）A.输出电解电容ESR增大B.负载瞬态电流过大C.输入电压低D.反馈环路补偿网络失效答案：A、B、D28.下列哪些操作需要重新进行风险评估（）A.更换更大负载末端执行器B.提高机器人运行速度20%C.增加协作空间护栏高度D.将手动上下料改为自动上下料答案：A、B、D29.关于机器人编码器，下列说法正确的有（）A.绝对式编码器断电可记忆位置B.增量式编码器需要回零开关C.旋转变压器抗干扰能力优于光电编码器D.单圈绝对值编码器无法记录圈数答案：A、B、C、D30.使用激光跟踪仪检测机器人时，误差主要来源有（）A.大气折射率变化B.靶球安装偏心C.机器人基座热变形D.跟踪仪水平度答案：A、B、C、D三、填空题（每空1分，共30分）31.在六轴机器人中，通常将J4、J5、J6轴称为________轴，其功能是保证机器人达到任意________。答案：腕部，姿态32.伺服驱动器电流环带宽一般设置为速度环带宽的________倍，速度环带宽又设置为位置环带宽的________倍。答案：5～10，3～533.机器人基坐标系默认符合________定则，其中Z轴正方向指向________。答案：右手法则，机器人上方34.在Profinet通信中，GSDML文件版本号必须与________版本匹配，否则会出现________故障。答案：固件，配置无法识别35.安全类别Cat.3要求单故障________，累积故障________。答案：能被检测，不能导致安全功能丧失36.谐波减速机三大件分别为________、________和________。答案：刚轮，柔轮，波发生器37.机器人控制柜内24VDC电源的允许电压波动范围为________，纹波峰峰值应小于________。答案：22.8～25.2V，50mV38.使用四点法标定TCP时，4个点的姿态夹角应大于________，且不能位于同一________。答案：30°，平面39.在EtherCAT网络中，若使用分布式时钟，主站发送SYNC帧周期为________，从站抖动应小于________。答案：1ms，1μs40.机器人系统备份文件通常包括________文件、________文件和________文件。答案：RAPID程序，EIO配置，系统参数41.伺服电机绝缘电阻测试电压为________V，合格值应大于________MΩ。答案：500，10042.机器人减速机润滑脂更换步骤：①放尽旧脂→②清洗→③________→④________→⑤运行磨合。答案：加注新脂至70%，密封检查43.在机器人系统中，STO功能含义为________，其响应时间应小于________ms。答案：安全转矩关断，1044.使用激光跟踪仪时，大气温度变化1℃，距离误差约为________ppm，必须进行________补偿。答案：1，环境45.机器人控制柜接地电阻应小于________Ω，接地导线截面积不小于________mm²。答案：4，6四、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）46.机器人更换电机后无需重新校准工具坐标系。（）答案：×47.伺服驱动器母线电容容量下降会导致减速时过压报警。（）答案：√48.绝对式编码器不需要电池也能保持多圈数据。（）答案：×49.机器人速度提高一倍，动能增加为原来两倍。（）答案：×50.在Cat.3安全架构中，单通道故障必须能被检测到。（）答案：√51.机器人控制柜内湿度指示卡变红需立即更换干燥剂。（）答案：√52.谐波减速机回程误差与柔轮壁厚成正比。（）答案：√53.使用兆欧表测量绝缘时，可带电测量以提高效率。（）答案：×54.机器人系统升级后必须重新进行安全认证。（）答案：√55.激光跟踪仪测量时，靶球倾斜45°仍可获得准确坐标。（）答案：×五、简答题（共30分）56.（封闭型，6分）列出机器人“J1轴伺服过载”报警的5步标准化排查流程。答案：1.检查示教器报警履历，确认过载发生时刻与负载率；2.断电手摇J1轴，确认机械卡滞或减速机异常声响；3.检查伺服动力线UVW及接地绝缘电阻，排除短路；4.读取驱动器历史曲线，观察电流峰值是否持续大于额定150%；5.拆下电机空载运行，若仍报警则更换电机或驱动器，否则检查减速机与机械本体。57.（开放型，8分）某客户反映机器人TCP在连续运行2小时后出现+0.8mmZ方向漂移，重启后恢复，请分析可能原因并给出验证方案。答案：可能原因：1.热漂移：减速机与连杆热膨胀导致结构尺寸变化；2.编码器电池电压下降，多圈数据跳变；3.视觉系统光源温升导致定位偏差；4.工具执行器气缸重复精度下降。验证方案：1.使用激光跟踪仪记录TCP在冷态与热态坐标，计算热膨胀系数；2.监控编码器电池电压与温度曲线，确认是否低于3.1V；3.关闭视觉，改用固定示教点运行，观察漂移是否消失；4.更换高精度气缸并加装温度传感器，对比数据。58.（封闭型，6分）说明更换J4轴减速机后必须执行的3项校准及理由。答案：1.重新校准J4轴机械零点：减速机更换后齿轮相对位置变化；2.重新标定工具坐标系：J4轴角度变化影响TCP姿态；3.重新验证LoadData：减速机重量与惯量参数改变，影响力矩计算。59.（开放型，10分）某生产线机器人与PLCProfinet通信周期性掉线，周期约30min，现场无其他设备掉线，请给出系统级诊断思路与解决措施。答案：诊断思路：1.使用Wireshark抓取30min通信包，观察掉线瞬间是否出现DCPReset；2.检查机器人Profinet接口MIB计数器，记录In/OutError；3.对比PLC与机器人GSDML版本，确认是否一致；4.测量掉线时刻控制柜温度，确认是否过热；5.检查交换机日志，确认是否出现MAC地址漂移。解决措施：1.升级机器人固件与GSDML至V2.35；2.将机器人Profinet线从百兆交换机改为千兆工业交换机，并关闭节能模式；3.在PLC程序中增加心跳位，掉线后延时200ms再重连；4.控制柜加装风扇，使温度低于45℃；5.设置交换机静态MAC绑定，防止漂移。六、应用题（综合类，共40分）60.（计算分析题，15分）某六轴机器人末端负载m=20kg，重心距离J6轴法兰面L=120mm，J5轴减速机额定扭矩Tnom=300Nm，减速比i=120，效率η=0.75，求：（1）J5轴静态扭矩；（2）考虑1.5倍安全系数，判断是否超载；（3）若超载，提出两种减重方案并给出质量上限。答案：（1）Tstatic=m·g·L=20×9.81×0.12=23.54Nm（2）Tmotor=Tstatic/(i·η)=23.54/(120×0.75)=0.261Nm折算到电机轴额定300Nm，实际负载扭矩23.54Nm，远低于300Nm，不超载。（3）无需减重，但为降低动态扭矩，可将质量减至15kg或缩短重心至90mm。61.（综合故障题，15分）某工位机器人运行中随机出现“编码器电池低电压”报警，电池实测3.4V，更换新电池后依旧，现场发现报警多发生在电机高速回零阶段。请给出故障树分析及最终解决方案。答案：故障树：1.电