Q117.
有一步進馬達驅動一組定位工作平台，此步進馬達之全步進角度為1.8°，驅動器以半步進法控制步進馬達，馬達輸出軸與導螺桿間配有一10:1 之減速齒輪組。若導螺桿每轉動5 圈，滑台移動20 ㎜，下列敘述哪些正確？
機電整合 · 乙級 · 控制器的使用 · Q117
難易度分析
4 / 5
本題涉及多個機電整合參數的連鎖計算，包含步進控制、齒輪減速比與螺桿導程的換算。由於採取複選題型，必須逐一判定每個選項的數值正確性，且題目中包含干擾資訊及易混淆的參數陷阱，對計算準確度與綜合分析能力要求較高。
正確答案 (複選)：①, ②, ④
- ① 螺桿之導程L=4 ㎜:導程定義為螺桿旋轉一圈時滑台的移動距離。題設螺桿轉 5 圈移動 20 mm，故導程 L = 20/5 = 4 mm，計算正確。
- ② 步進馬達每轉所需之脈衝命令(ppr)為400:全步進角度 1.8° 對應每轉 360/1.8 = 200 脈衝。半步進驅動將解析度加倍，故每轉所需脈衝數(ppr)為 200 × 2 = 400 pulses，計算正確。
- ④ 滑台以平均速0.6m/min 移動50 ㎜所需之脈衝命令數為50000pulses:移動 50 mm 需螺桿轉 50/4 = 12.5 圈，經 10:1 減速比換算，馬達需轉 12.5 × 10 = 125 圈。所需脈衝數 = 125 × 400 = 50000 pulses，計算正確。移動速度 0.6 m/min 為干擾資訊，不影響總脈衝數。
錯誤選項解析
- ③ 滑台定位之解析度R=2.0μm:滑台解析度應為：馬達每脈衝對應之線位移 = (導程 4 mm) / (馬達每轉脈衝 400 × 減速比 10) = 4000 μm / 4000 = 1 μm/pulse，而非 2.0 μm。此選項忽略了減速齒輪組對解析度的提升效應。
Learning Tip
"本題核心考點為步進馬達脈衝—線位移換算鏈：脈衝數 → 馬達轉角 → 經減速比換算至螺桿轉角 → 經導程換算至線位移。常見陷阱包括：① 混淆全步進與半步進的 ppr 關係（半步進 = 全步進 × 2）；② 計算定位解析度時遺漏減速比，導致結果差 10 倍；③ 題中給定之移動速度僅用於計算頻率或時間，與總脈衝數無關，屬干擾條件。實務上設計機電整合系統時，需確認解析度是否滿足工件定位公差要求。"
學員答題分佈
①螺桿之導程L=4 ㎜0%
②步進馬達每轉所需之脈衝命令(ppr)為4000%
③滑台定位之解析度R=2.0μm0%
④滑台以平均速0.6m/min 移動50 ㎜所需之脈衝命令數為50000pulses0%
此答題分佈是根據學員在 LongePass 模擬考等實際作答紀錄計算而成。與考友分享這道歷屆試題與詳細解析！
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如下圖所示，有一步進馬達驅動一組定位工作平台，此步進馬達之全步進角度為1.8°，馬達輸出軸配有一減速比10:1 之減速齒輪組，齒輪組之輸出軸接至導螺桿。若步進馬達驅動脈波數N=20k pulses，導螺桿每轉動10 圈，滑台移動50mm，下列敘述哪些正確？