2025年工业机器人故障诊断与维修实操测试题及答案

2025年工业机器人故障诊断与维修实操测试题及答案1.单选题（每题1分，共20分）1.1当示教器显示“SRVO021SVAL1Servooff”，最优先应检查A.急停回路B.伺服放大器风扇C.编码器电池电压D.三相进线相序答案：A1.2在六轴机器人中，若J3轴出现周期性异音且振幅随速度升高而增大，99%概率为A.谐波减速器柔轮裂纹B.伺服电机轴承润滑失效C.交叉滚子轴承预紧松动D.同步带齿形磨损答案：A1.3使用FLUKE289测得某伺服动力线UV相间阻值为0.8Ω，VW为0.8Ω，UW为1.6Ω，可判定A.U相断线B.W相断线C.V相断线D.电机绕组正常答案：B1.4更换本体电池盒后必须执行的参数是A.$MCR.$GENOVERRIDEB.$DMR_GRP[1].$MASTER_COUNC.$SCR.$FRAMENUMD.$PARAM_GROUP[1].$MOUNTANG答案：B1.5在R30iBMate控制柜中，若ESTOP板LED7常亮，说明A.模式选择开关在AUTOB.安全门回路闭合C.示教器急停被按下D.内部24VDC短路答案：C1.6某工站节拍从45s突增至52s，示教器无报警，最可能隐藏故障是A.工具TCP漂移B.伺服增益下降5%C.减速器背隙增大0.3°D.外部PLC握手延迟答案：C1.7利用Karel程序做振动FFT，采样频率1kHz，欲分辨5Hz频率，最少采样点数A.100B.200C.400D.800答案：B1.8在更换J2轴电机后，未更新$PARAM_GROUP.$ENCSCALE会导致A.伺服过载B.原点丢失C.定位抖动D.路径恒偏差答案：D1.9若示教器显示“INTP311StopforDI[101]=OFF”，程序中该DI功能为A.真空检测B.安全围栏门C.焊枪冷却水流量D.激光门开关答案：A1.10对IRB6700进行零位校准时，下列哪种方法精度最高A.机械刻线对中B.单轴MasteringC.RevCounterUpdateD.AbsoluteAccuracyCalib.答案：D1.11使用示波器测量伺服三相电流，发现U相峰值超前V相120°，W相滞后V相120°，说明A.相序正确B.UV反相C.VW反相D.编码器反向答案：A1.12若控制柜温度开关跳闸，恢复后必须A.清除DCS报警B.重新加载系统C.执行冷启动D.更换伺服放大器答案：C1.13在DeviceNet网络中，节点MACID冲突会表现为A.全部I/O红灯闪B.仅主站离线C.随机节点掉线D.网络电流增大答案：C1.14某焊钳变压器初级绕组直流电阻0.35Ω，次级0.0008Ω，变比估计为A.20:1B.25:1C.30:1D.35:1答案：B1.15当机器人运行中突然掉电，UPS日志显示“TransferduetoOverload”，应优先检查A.伺服放大器短路B.控制柜散热风扇C.24VDC负载D.示教器背光答案：C1.16在更换整流单元后，必须执行A.伺服自动调谐B.制动电阻阻值测定C.直流母线电压校准D.电机绝缘测试答案：C1.17若激光焊缝跟踪系统反馈信号噪声大，首先应A.提高机器人速度B.检查同轴电缆屏蔽C.更换激光器D.调低采样频率答案：B1.18对谐波减速器注入润滑脂时，注入量应占柔轮腔体A.30%B.50%C.70%D.100%答案：B1.19使用KUKA.WorkVisual导入新轴配置后，项目需A.重新编译并部署B.仅重启机器人C.重新标定BaseD.重新校正力矩答案：A1.20若机器人与外部轴协同运行时出现“$TORQ_DIFF”报警，最可能A.外部轴减速比设置错误B.电机抱闸未打开C.协同坐标系未标定D.主从通信丢包答案：A2.多选题（每题2分，共20分，多选少选均不得分）2.1下列哪些情况会导致“MOTN023Insingularity”A.腕心中心与J5轴重合B.路径中J4≈0°且J6≈0°C.使用线性运动逼近奇异点D.降低速度至10%E.增大加速度答案：ABC2.2更换伺服放大器后必须校正的参数有A.电流环KPB.速度环KIC.电机型号代码D.抱闸释放延时E.编码器线数答案：ABCD2.3关于机器人接地，下列描述正确的是A.PE线与控制柜星型点阻抗<0.1ΩB.信号地可与功率地共用一点C.屏蔽层应两端接地D.高频漏电流需用屏蔽环E.接地线截面积≥6mm²答案：ADE2.4下列哪些测试可判断谐波减速器柔轮疲劳A.空载电流对比B.背隙角测量C.柔轮齿面磁粉探伤D.减速器温升曲线E.振动加速度包络解调答案：BCDE2.5发生“SERVO044Overheat”时，可能有效的应急措施A.临时降速30%B.打开柜门风扇C.关闭非必要I/O模块D.切换至手动T1E.降低伺服增益10%答案：ABCE2.6使用KUKA.ForceTorqueControl时，需标定的数据有A.工具重心B.工具惯量张量C.基坐标系D.负载质量E.TCP位置答案：ABDE2.7下列哪些属于R30iB控制柜标准24VDC负载A.示教器B.安全门开关C.制动继电器D.伺服放大器风扇E.I/O模块通道答案：ABCE2.8若机器人与PLCProfinet通信周期抖动大，可尝试A.降低更新频率B.使用专用交换机C.关闭QoSD.增大看门狗时间E.采用铜缆替代光纤答案：ABD2.9关于编码器电池更换，下列做法正确的是A.断电后5min内完成B.使用同型号3.6V锂电池C.更换后清除脉冲报警D.机器人可保持通电E.需重新Master全部轴答案：BCD2.10下列哪些属于机器人年度保养必检项A.平衡缸气压B.伺服风扇滤网C.示教器触摸屏校准D.减速器润滑脂化验E.电缆绝缘阻抗答案：ABDE3.填空题（每空1分，共20分）3.1FANUC机器人中，系统变量________记录J1轴绝对编码器单圈脉冲数。答案：$DMR_GRP[1].$ABS_PULS[1]3.2当三相整流桥其中一臂二极管短路，直流母线电压脉动频率为________Hz。答案：3003.3若机器人基坐标系绕X轴旋转30°，则旋转矩阵Rxx=________。答案：13.4对谐波减速器，柔轮壁厚磨损极限一般为原厚度的________%。答案：803.5KUKA机器人中，系统变量________决定外部轴耦合比。答案：$ET1_AXRATIO3.6在DeviceNet网络中，终端电阻标准值为________Ω。答案：1213.7若焊枪电极帽直径磨损至________mm，必须更换。答案：43.8使用激光跟踪仪标定TCP时，测量点数最少需________个。答案：43.9对R30iB控制柜，主CPU与伺服放大器通信采用________总线。答案：FANUCServo3.10机器人防护等级IP65中，数字5表示________。答案：防尘3.11若机器人运行轨迹出现0.5mm固定偏差，应首先检查________坐标系。答案：工具3.12对六轴机器人，J5轴奇异点条件可表示为________。答案：px²+py²=03.13当24VDC电源负载率超过________%时，建议并联冗余电源。答案：803.14若电机绝缘电阻<________MΩ，需进行干燥处理。答案：13.15在Karel中，命令________用于读取系统时钟。答案：GET_TIME3.16对M20iA机器人，J2轴减速器润滑脂型号为________。答案：HarmonicGreaseSK23.17若机器人与外部轴协同，外部轴减速比为1:80，电机编码器为20bit，则脉冲当量为________mm/pulse。答案：0.0013.18使用示波器测得PWM频率8kHz，则周期为________μs。答案：1253.19若机器人电缆弯曲半径<________倍外径，将加速屏蔽层疲劳。答案：103.20对R30iB，系统备份文件扩展名为________。答案：.VR4.简答题（共6题，每题8分，共48分）4.1封闭型：列出FANUC机器人出现“SERVO222”报警的完整排查流程，要求写出前5步。答案：1.记录报警轴号及发生时刻；2.查看伺服放大器LED，确认是否过流红灯；3.断开动力线，用万用表测电机三相对地绝缘；4.拆下电机，手动转轴检查机械卡滞；5.更换伺服放大器做交叉验证。4.2开放型：某工站节拍下降10%，无报警，请提出至少4种诊断思路并说明理由。答案：1.对比历史电流曲线，发现J4轴电流峰值升高8%，怀疑减速器背隙增大；2.激光跟踪仪复测TCP路径，发现拐角处半径超差0.3mm，判定伺服增益下降；3.检查PLC握手时序，发现DI扫描周期由12ms增至18ms，导致机器人等待；4.用高速相机测取放动作，发现真空吸盘释放延迟50ms，源于电磁阀老化。4.3封闭型：写出KUKA机器人执行“力控插入”前必须完成的3项标定。答案：1.工具重心及惯量张量标定；2.力传感器零点偏移标定；3.工具TCP相对力传感器坐标系标定。4.4开放型：论述谐波减速器柔轮疲劳失效的声学诊断方法，需给出传感器布置、特征频率及判据。答案：在J5减速器外壳贴IEPE加速度计，采样25.6kHz；通过包络解调提取柔轮啮合频率fs=Zr×n/60，Zr=200齿，n=30rpm，fs=100Hz；当包络谱中2×fs幅值较基线升高6dB且出现3×fs，判定疲劳裂纹长度>5mm，需更换。4.5封闭型：列举更换R30iB主板的8项关键参数恢复步骤。答案：1.导入CMOS.BIN；2.重新输入机器人型号；3.恢复轴配置数据；4.恢复伺服参数；5.恢复DCS安全区；6.恢复I/O映射；7.恢复用户坐标系；8.重新标定视觉相机外参。4.6开放型：某客户现场湿度>85%，控制柜频繁报“SERVO018”，提出系统性整改方案。答案：1.在控制柜内增设50W24VDC加热器，湿度>70%自动启动；2.柜体缝隙涂硅胶密封，进线口用防爆格兰头；3.更换防冷凝涂层电路板；4.空调送风露点<10℃；5.每月用红外热像仪巡检，发现温差>5℃立即烘干；6.建立湿度曲线数据库，超阈值自动推送微信报警。5.应用题（共5大题，共92分）5.1计算类（18分）某M20iA机器人J3轴减速器刚换润滑脂，运行30min后温升达45℃，已知：减速器热容C=1.2kJ/℃散热面积A=0.08m²对流系数h=25W/(m²·℃)环境20℃求：稳态温度及是否超标；若超标，提出两种降温方案并量化效果。答案：稳态方程：P=hA(TsTa)，P=45×1.2×1000/(30×60)=30WTs=Ta+P/(hA)=20+30/(25×0.08)=35℃结论：稳态35℃<70℃，不超标。若假设P升高至80W，则Ts=20+80/(25×0.08)=60℃，仍不超标；若需进一步降温：方案1：加5W散热风扇，h提升至45W/(m²·℃)，Ts=20+80/(45×0.08)=42.2℃，降17.8℃；方案2：涂纳米辐射涂层，辐射系数ε=0.95，额外散热11W，等效P=69W，Ts=20+69/(25×0.08)=54.5℃，降5.5℃。5.2分析类（20分）某线体共6台机器人，Profinet环网，周期4ms，最近随机掉站。抓包发现每60s出现一次“FrameLost”，持续200μs。任务：1.计算丢包率；2.给出3种根因假设；3.设计实验验证并给出通过判据。答案：1.丢包率=200μs/60s=3.3×10⁻⁶；2.假设：a)交换机缓存溢出；b)机器人网口节能模式；c)电缆阻抗不连续；3.实验：a)用镜像口抓包，若丢包前出现Pause帧，则缓存溢出，判据：Pause帧>10个/min；b)关闭机器人网口EEE，若丢包消失，判据：连续24h零丢包；c)用TDR测电缆，若反射>5%，则更换，判据：反射<2%。5.3综合类（22分）某客户新增视觉引导抓取，要求±0.1mm定位精度。现场发现：相机像素0.05mm，重复精度±0.02mm；机器人绝对精度0.3mm；温度变化5℃/h，热膨胀系数23×10⁻⁶/℃，抓取距离400mm。任务：1.建立误差预算表；2.提出硬件与软件补偿方案；3.给出验证实验及合格指标。答案：1.误差预算：相机0.02mm；机器人0.3mm；热膨胀23×10⁻⁶×5×400=0.046mm；总1σ=√(0.02²+0.3²+0.046²)=0.305mm>0.1mm，不合格。2.方案：硬件：a)改用激光跟踪仪标定机器人AbsoluteAccuracy，降至0.05mm；b)加温度传感器，实时测铝框温度，热膨胀补偿；软件：a)视觉二次精定位，用局部模板匹配，像素0.01mm；b)机器人采用LaserTracker