工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)運(yùn)維員技能等級(jí)認(rèn)定四級(jí)技能考核試卷及答案一、單項(xiàng)選擇題（共20題，每題1分，共20分。每題只有1個(gè)正確選項(xiàng)）1.工業(yè)機(jī)器人常用的坐標(biāo)系中，以機(jī)器人安裝基座為原點(diǎn)的坐標(biāo)系是（）A.工具坐標(biāo)系B.工件坐標(biāo)系C.基坐標(biāo)系D.世界坐標(biāo)系2.六軸工業(yè)機(jī)器人的“第六軸”通常指（）A.腕部旋轉(zhuǎn)軸B.大臂俯仰軸C.小臂伸縮軸D.腰部旋轉(zhuǎn)軸3.工業(yè)機(jī)器人伺服驅(qū)動(dòng)器的輸入電源一般為（）A.AC220VB.AC380VC.DC24VD.DC48V4.機(jī)器人示教器上“急停按鈕”的標(biāo)準(zhǔn)顏色是（）A.綠色B.紅色C.黃色D.藍(lán)色5.工業(yè)機(jī)器人重復(fù)定位精度的常用單位是（）A.mmB.°C.μmD.rad6.以下不屬于工業(yè)機(jī)器人常用傳感器的是（）A.光電傳感器B.溫度傳感器C.力覺傳感器D.激光雷達(dá)7.機(jī)器人電池用于保存（）數(shù)據(jù)A.程序B.零點(diǎn)位置C.報(bào)警記錄D.運(yùn)行時(shí)間8.工業(yè)機(jī)器人日常維護(hù)中，齒輪箱潤(rùn)滑周期通常為（）A.每周B.每月C.每季度D.每年9.機(jī)器人TCP（工具中心點(diǎn)）校準(zhǔn)的目的是（）A.確保工具坐標(biāo)系原點(diǎn)與實(shí)際工具端點(diǎn)重合B.調(diào)整機(jī)器人最大運(yùn)行速度C.優(yōu)化路徑規(guī)劃算法D.延長(zhǎng)伺服電機(jī)壽命10.以下不屬于機(jī)器人安全防護(hù)裝置的是（）A.安全柵欄B.急停按鈕C.示教器鎖D.溫度傳感器11.機(jī)器人運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)“伺服過載報(bào)警”，可能的原因是（）A.編碼器故障B.負(fù)載超過額定值C.電池電量不足D.程序語法錯(cuò)誤12.工業(yè)機(jī)器人常用的通信協(xié)議中，用于與PLC通信的是（）A.ModbusTCPB.CAN總線C.ProfibusD.以上均是13.機(jī)器人零點(diǎn)丟失后，需要進(jìn)行（）操作A.重新校準(zhǔn)TCPB.手動(dòng)回零C.更換伺服驅(qū)動(dòng)器D.重置系統(tǒng)參數(shù)14.以下哪種情況會(huì)導(dǎo)致機(jī)器人運(yùn)動(dòng)軌跡偏差（）A.工具重量與設(shè)定值一致B.減速器潤(rùn)滑良好C.編碼器信號(hào)干擾D.示教速度設(shè)置為100%15.工業(yè)機(jī)器人的“工作空間”是指（）A.機(jī)器人能到達(dá)的所有點(diǎn)的集合B.安全柵欄內(nèi)的區(qū)域C.示教器操作范圍D.伺服驅(qū)動(dòng)器安裝空間16.機(jī)器人示教過程中，“增量移動(dòng)”功能的最小步長(zhǎng)通常為（）A.10mmB.1mmC.0.1mmD.0.01mm17.以下不屬于機(jī)器人電氣系統(tǒng)組成部分的是（）A.伺服電機(jī)B.減速器C.控制cabinetD.接觸器18.機(jī)器人運(yùn)行時(shí)發(fā)出異常噪音，可能的原因是（）A.程序中速度設(shè)置過低B.減速器缺油C.工具坐標(biāo)系正確D.伺服驅(qū)動(dòng)器溫度正常19.工業(yè)機(jī)器人的“自由度”是指（）A.可獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的軸數(shù)B.最大負(fù)載能力C.重復(fù)定位精度D.最大運(yùn)行速度20.機(jī)器人電池更換時(shí)，需要在（）狀態(tài)下操作A.斷電后立即B.斷電后30分鐘C.通電狀態(tài)D.急停激活二、多項(xiàng)選擇題（共10題，每題2分，共20分。每題有24個(gè)正確選項(xiàng)，錯(cuò)選、漏選均不得分）1.工業(yè)機(jī)器人日常維護(hù)的主要內(nèi)容包括（）A.檢查電纜連接B.清潔示教器屏幕C.更換減速器潤(rùn)滑油D.校準(zhǔn)TCP2.機(jī)器人出現(xiàn)“無法啟動(dòng)”故障，可能的原因有（）A.控制電源未接通B.急停按鈕未復(fù)位C.伺服驅(qū)動(dòng)器故障D.工具重量超量程3.以下屬于機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)組成的是（）A.臂部B.腕部C.伺服電機(jī)D.減速器4.機(jī)器人示教時(shí)需遵守的安全規(guī)范包括（）A.佩戴防護(hù)手套B.保持與機(jī)器人300mm以上距離C.示教速度不超過20%D.關(guān)閉安全柵欄門5.機(jī)器人伺服驅(qū)動(dòng)器報(bào)警代碼“AL001”表示“過電流”，可能的原因有（）A.電機(jī)繞組短路B.驅(qū)動(dòng)器輸出線接地C.負(fù)載慣性過大D.編碼器信號(hào)丟失6.工業(yè)機(jī)器人常用的編程方式有（）A.示教編程B.離線編程C.語音編程D.手動(dòng)操縱7.機(jī)器人重復(fù)定位精度測(cè)試需要（）A.激光跟蹤儀B.千分表C.同一目標(biāo)點(diǎn)重復(fù)移動(dòng)10次D.計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)差8.以下會(huì)影響機(jī)器人運(yùn)動(dòng)平滑性的因素有（）A.路徑規(guī)劃算法B.伺服參數(shù)設(shè)置C.減速器間隙D.工具重心位置9.機(jī)器人與外圍設(shè)備（如PLC）通信時(shí)，需要設(shè)置的參數(shù)包括（）A.IP地址B.通信協(xié)議C.輸入輸出信號(hào)定義D.機(jī)器人型號(hào)10.機(jī)器人電池電量低報(bào)警時(shí)，需采取的措施有（）A.立即更換電池B.記錄當(dāng)前零點(diǎn)位置C.斷電后操作D.更換后重新校準(zhǔn)零點(diǎn)三、填空題（共10題，每題2分，共20分。請(qǐng)將答案填寫在橫線處）1.工業(yè)機(jī)器人安全電壓的最大值為______V。2.六軸機(jī)器人的“第四軸”通常控制______的旋轉(zhuǎn)。3.機(jī)器人示教器的“使能開關(guān)”需保持______狀態(tài)才能操作運(yùn)動(dòng)。4.減速器油位檢查時(shí)，需將機(jī)器人關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)至______位置。5.機(jī)器人常用的制動(dòng)方式包括______制動(dòng)和電磁制動(dòng)。6.編碼器的作用是反饋電機(jī)的______和位置信息。7.機(jī)器人TCP校準(zhǔn)通常采用______點(diǎn)法或N點(diǎn)法。8.伺服驅(qū)動(dòng)器的冷卻方式主要有風(fēng)冷和______。9.機(jī)器人運(yùn)行日志中“ERR”表示______記錄。10.工業(yè)機(jī)器人的額定負(fù)載是指______狀態(tài)下能承受的最大重量。四、簡(jiǎn)答題（共5題，每題6分，共30分）1.簡(jiǎn)述工業(yè)機(jī)器人日常維護(hù)的主要步驟。2.列舉機(jī)器人示教器的5項(xiàng)基本功能。3.當(dāng)機(jī)器人出現(xiàn)“伺服報(bào)警”時(shí)，應(yīng)如何進(jìn)行故障排查？4.說明機(jī)器人零點(diǎn)校準(zhǔn)的目的及主要操作步驟。5.簡(jiǎn)述工業(yè)機(jī)器人與PLC通信的基本流程。五、應(yīng)用題（共2題，每題15分，共30分）1.某六軸工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行重復(fù)定位精度測(cè)試，對(duì)同一目標(biāo)點(diǎn)重復(fù)移動(dòng)10次，測(cè)得工具中心點(diǎn)（TCP）坐標(biāo)偏差（單位：mm）如下：X軸：0.02,0.03,0.01,0.04,0.02,0.02,0.03,0.01,0.02,0.03Y軸：0.01,0.02,0.01,0.03,0.00,0.01,0.02,0.01,0.02,0.01計(jì)算該機(jī)器人X軸和Y軸的重復(fù)定位精度（取標(biāo)準(zhǔn)差，保留3位小數(shù)）。2.某車間一臺(tái)IRB120機(jī)器人在搬運(yùn)工件時(shí)出現(xiàn)異常振動(dòng)，分析可能的機(jī)械、電氣及編程原因，并提出排查步驟。答案及解析一、單項(xiàng)選擇題1.C（基坐標(biāo)系以安裝基座為原點(diǎn)）2.A（第六軸為腕部旋轉(zhuǎn)軸）3.B（伺服驅(qū)動(dòng)器通常輸入AC380V）4.B（急停按鈕標(biāo)準(zhǔn)顏色為紅色）5.A（重復(fù)定位精度單位為mm）6.D（激光雷達(dá)非工業(yè)機(jī)器人常用傳感器）7.B（電池保存零點(diǎn)位置數(shù)據(jù)）8.D（齒輪箱潤(rùn)滑周期通常為每年）9.A（TCP校準(zhǔn)確保工具端點(diǎn)與坐標(biāo)系原點(diǎn)重合）10.D（溫度傳感器屬于檢測(cè)裝置，非安全防護(hù)）11.B（伺服過載主要因負(fù)載超標(biāo)）12.D（ModbusTCP、CAN、Profibus均可用于PLC通信）13.B（零點(diǎn)丟失需手動(dòng)回零）14.C（編碼器干擾會(huì)導(dǎo)致位置反饋錯(cuò)誤）15.A（工作空間是機(jī)器人能到達(dá)的所有點(diǎn)）16.C（增量移動(dòng)最小步長(zhǎng)通常為0.1mm）17.B（減速器屬于機(jī)械系統(tǒng)，非電氣）18.B（減速器缺油會(huì)導(dǎo)致噪音）19.A（自由度指獨(dú)立運(yùn)動(dòng)軸數(shù)）20.A（電池需在斷電后立即更換，避免數(shù)據(jù)丟失）二、多項(xiàng)選擇題1.AB（日常維護(hù)包括電纜檢查、清潔，換油和TCP校準(zhǔn)屬定期維護(hù)）2.ABC（無法啟動(dòng)與電源、急停、驅(qū)動(dòng)器故障相關(guān)）3.ABD（機(jī)械系統(tǒng)包括臂部、腕部、減速器，伺服電機(jī)屬電氣）4.ACD（示教時(shí)需戴手套、速度≤20%、關(guān)閉柵欄門，距離無固定300mm要求）5.ABC（過電流可能因電機(jī)短路、線路接地、負(fù)載慣性大）6.AB（常用示教和離線編程）7.ACD（重復(fù)定位精度測(cè)試需激光跟蹤儀、重復(fù)10次、計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)差）8.ABCD（路徑算法、伺服參數(shù)、減速器間隙、工具重心均影響平滑性）9.ABC（通信需設(shè)置IP、協(xié)議、信號(hào)定義，與型號(hào)無關(guān)）10.ABD（電池低電量需立即更換、記錄零點(diǎn)、更換后校準(zhǔn)）三、填空題1.362.小臂（或“手臂延伸部分”）3.按下（或“激活”）4.水平（或“油位觀察孔朝上”）5.機(jī)械（或“制動(dòng)片”）6.速度（或“轉(zhuǎn)速”）7.3（或“三點(diǎn)”）8.水冷（或“液冷”）9.錯(cuò)誤（或“故障”）10.額定速度（或“正常運(yùn)行”）四、簡(jiǎn)答題1.日常維護(hù)主要步驟：（1）檢查各連接電纜是否松動(dòng)、破損；（2）清潔示教器屏幕、操作面板及機(jī)器人本體表面；（3）觀察各軸運(yùn)行時(shí)是否有異響、振動(dòng)；（4）確認(rèn)急停按鈕、使能開關(guān)功能正常；（5）檢查伺服驅(qū)動(dòng)器、電機(jī)溫度是否在正常范圍（≤60℃）；（6）記錄運(yùn)行日志中的報(bào)警信息并分析。2.示教器基本功能：（1）手動(dòng)操縱機(jī)器人各軸運(yùn)動(dòng)（單軸/線性/重定位）；（2）編寫、修改、保存機(jī)器人程序；（3）顯示機(jī)器人實(shí)時(shí)狀態(tài)（位置、速度、報(bào)警代碼）；（4）設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)（如TCP、工具重量、用戶坐標(biāo)系）；（5）執(zhí)行程序調(diào)試（單步運(yùn)行、全速運(yùn)行、暫停/恢復(fù)）。3.伺服報(bào)警排查步驟：（1）查看示教器或驅(qū)動(dòng)器顯示屏的具體報(bào)警代碼；（2）查閱機(jī)器人手冊(cè)，確認(rèn)報(bào)警代碼含義（如過流、過載、編碼器故障）；（3）檢查機(jī)械部分：是否有卡阻、負(fù)載是否超標(biāo)、減速器是否潤(rùn)滑良好；（4）檢查電氣部分：伺服電機(jī)繞組電阻是否正常、編碼器線路是否松動(dòng)或干擾；（5）復(fù)位報(bào)警后測(cè)試運(yùn)行，若重復(fù)報(bào)警則更換驅(qū)動(dòng)器或電機(jī)。4.零點(diǎn)校準(zhǔn)目的：確保機(jī)器人各軸編碼器位置與機(jī)械原點(diǎn)一致，保證運(yùn)動(dòng)精度。操作步驟：（1）將機(jī)器人切換至手動(dòng)模式，速度調(diào)至最低（≤10%）；（2）手動(dòng)將各軸緩慢移動(dòng)至機(jī)械原點(diǎn)（通過觀察零點(diǎn)標(biāo)記或傳感器觸發(fā)）；（3）在示教器中進(jìn)入“零點(diǎn)校準(zhǔn)”菜單，選擇對(duì)應(yīng)軸；（4）確認(rèn)各軸位置顯示為“0”，保存校準(zhǔn)數(shù)據(jù)；（5）校準(zhǔn)后測(cè)試簡(jiǎn)單路徑，驗(yàn)證定位精度。5.與PLC通信基本流程：（1）硬件連接：通過以太網(wǎng)/總線電纜連接機(jī)器人控制cabinet與PLC；（2）參數(shù)配置：在機(jī)器人系統(tǒng)中設(shè)置通信協(xié)議（如ModbusTCP）、IP地址、端口號(hào)；（3）信號(hào)定義：在機(jī)器人程序中定義輸入/輸出信號(hào)（如“啟動(dòng)”“停止”“工件到位”）；（4）PLC編程：在PLC中編寫對(duì)應(yīng)信號(hào)的邏輯控制程序（如檢測(cè)機(jī)器人“就緒”信號(hào)后發(fā)送“開始搬運(yùn)”指令）；（5）聯(lián)調(diào)測(cè)試：通過示教器監(jiān)控信號(hào)狀態(tài)，驗(yàn)證通信是否正常（如PLC發(fā)送“啟動(dòng)”信號(hào)后機(jī)器人開始運(yùn)行）。五、應(yīng)用題1.重復(fù)定位精度計(jì)算（標(biāo)準(zhǔn)差公式：\(\sigma=\sqrt{\frac{\sum(x_i\bar{x})^2}{n1}}\)）X軸計(jì)算：平均值\(\bar{x}_X=(0.02+0.030.01+0.04+0.020.02+0.03+0.01+0.02+0.03)/10=0.017\,\text{mm}\)偏差平方和：\((0.020.017)^2+(0.030.017)^2+...+(0.030.017)^2=0.000281\)標(biāo)準(zhǔn)差\(\sigma_X=\sqrt{0.000281/(101)}≈0.0177\,\text{mm}\)Y軸計(jì)算：平均值\(\bar{x}_Y=(0.01+0.02+0.01+0.03+0.000.01+0.02+0.01+0.02+0.01)/10=0.01\,\text{mm}\)偏差平方和：\((0.010.01)^2+(0.020.01)^2+...+(0.010.01)^2=0.00014\)標(biāo)準(zhǔn)差\(\sigma_Y=\sqrt{0.00014/9}≈0.0125\,\text{mm}\)結(jié)論：X軸重復(fù)定位精度約為0.018mm，Y軸約為0.013mm。2.異常振動(dòng)原因分析及排查步驟：機(jī)械原因：減速器磨損或缺油（齒輪間隙增大）；軸承損壞（滾動(dòng)體卡阻）；工具安裝松動(dòng)（TCP位置偏移）；機(jī)器人底座固定不牢（地腳螺栓松動(dòng)）。電氣原因：伺服驅(qū)動(dòng)器參數(shù)設(shè)置不當(dāng)（如剛性過高或過低）；編碼器信號(hào)干擾（線路屏蔽不良）；電機(jī)繞組局部短路（電流波動(dòng)）；制動(dòng)片未完全松開（運(yùn)行時(shí)摩擦）。