单元三 步进电动机控制线路的电气控制与安装调试
一、单元学习任务
1.阅读单元基础知识,通过自学、讨论掌握步进电动机的常见术语含义和分类。
2.通过教师讲解掌握步进电动机的工作原理。
3.通过教师讲解和自行查看机床线路熟悉步进电动机的驱动电路及控制方式。
4.通过查找资料和教师讲解了解步进电动机的主要特性。
5.通过演示了解步进电动机的常见故障及解决方法。
二、单元学习目标
1.掌握步进电动机的工作原理。
2.具有正确计算步进电动机步距角的能力。
3.具有正确使用步进电动机驱动器的能力。
4.能够根据电气控制原理图对步进电动机、驱动器和数控系统的线路进行连接及调试。
5.能够根据步进电动机的特性对步进电动机故障进行简单分析。
三、着重关注的引导性问题
1.掌握步进电动机的工作原理,说说三相步进电动机三拍和六拍的区别。
2.常用的步进电动机根据相数分类有哪几类?它们对应的步距角分别是多少?
3.步进电动机根据工作原理分为哪几类?说说它们的区别。
4.掌握试验台使用的步进电动机的型号,包括步距角、生产厂家及相数等。
5.掌握步进电动机的步距角和机床的脉冲当量的含义,并能正确计算。
6.掌握试验台使用的步进电动机驱动器的型号,包括驱动器各个端子的含义、拨码开关的含义和设置、驱动器的工作电源等。
7.掌握步进驱动器细分的概念和作用。
8.根据步进电动机的引出线,写出步进电动机 8 根引线的颜色和含义,掌握步进电动机并联和串联的接法及各自的适用场合。
9.掌握步进电动机、驱动器与HNC-21型数控系统的连接方法,并能进行调试运行。在调试过程中,能够对步进电动机的各类故障进行分析,找出故障原因。
10.正确绘制步进电动机模块的电气接线图。
11.熟悉步进电动机的特性,举例说明步进电动机两条重要特性曲线的含义,从而了解步进电动机的选用原则。
四、单元学习知识基础
步进电动机是一种将电脉冲信号转换成机械角位移的转换装置,是开环伺服系统的执行元件。由于所用的电源是脉冲电源,所以也称为脉冲电动机。步进电动机是一种特殊的电动机,一般电动机通电后连续旋转,而步进电动机则跟随输入脉冲按节拍一步一步地转动。每施加一个电脉冲信号,步进电动机就旋转一个固定的角度,称为一步,每一步所转过的角度称为步距角。常见步进电动机的步距角有0.36°/0.72°,0.75°/1.5°,0.9°/1.8°等,斜线前面的角度表示半步距角度,斜线后面的角度表示全步距角度。步进电动机的角位移量和输入脉冲的个数严格地成正比例,在时间上和输入脉冲同步。因此,只需控制输入脉冲的数量、频率及电动机绕组通电相序,便可获得所需的转角、转速及旋转方向。无脉冲输入时,在绕组电源激励下,气隙磁场能使转子保持原有位置而处于定位状态。
步进电动机按其输出扭矩大小,可分为快速步进电动机和功率步进电动机;按其励磁相数可分为三相、四相、五相、六相甚至八相步进电动机等;按其工作原理又分为励磁式、反应式和混合式步进电动机。
由于步进电动机的角位移量和输入脉冲的个数成正比,旋转方向与通电相序有关,因此只要控制输入脉冲的数量、频率和电动机绕组的通电相序,即可获得所需的转角大小、转速和方向。其调速范围广,响应快,灵敏度高,控制系统简单,且有一定的精度,所以被广泛应用于开环伺服系统中。
(一)步进电动机的工作原理
下面以反应式步进电动机为例说明步进电动机的结构和工作原理。三相反应式步进电动机的原理结构图如图7-1所示,定子内圆周均匀分布着六个磁极,磁极上有励磁绕组,每两个相对的绕组组成一相。磁极上的绕组分为A、B、C三相,分别通以单极性电流激磁。转子有四个齿。
图7-1 三相反应式步进电动机的原理结构图
A相绕组通电,如图7-2所示,B、C相不通电。由于在磁场作用下,转子总是力图旋转到磁阻最小的位置,故在这种情况下,转子必然转到如图7-2所示位置:1、3齿与A、A′极对齐。
图7-2 三相单A相通电
1.三相单三拍
同理,B相通电时,如图7-3所示,转子会转过30°角,2、4齿和B、B'磁极轴线对齐;当C相通电时,如图7-4所示,转子再转过30°角,1、3齿和C'、C磁极轴线对齐。
图7-3 三相单B相通电
图7-4 三相单C相通电
在这种工作方式下,三个绕组依次通电一次为一个循环周期,一个循环周期包括三个工作脉冲,所以称为三相单三拍工作方式。
按A→B→C→A→……的顺序给三相绕组轮流通电,转子便一步一步转动起来。每一拍转过30°(步距角),每个通电循环周期(3拍)转过90°(一个齿距角)。
2.三相六拍
按A→AB→B→BC→C→CA的顺序给三相绕组轮流通电。这种方式可以获得更精确的控制特性。
A相通电,转子1、3齿与A、A' 对齐,如图7-5所示。A、B相同时通电,A、A' 磁极拉住1、3齿,B、B' 磁极拉住2、4齿,转子转过15°,到达如图7-6所示位置。
图7-5 三相单A相通电
图7-6 三相AB两相同时通电
B 相通电,转子2、4齿与B、B' 对齐,又转过15°,如图7-7所示。
图7-7 三相单B相通电
B、C相同时通电,C'、C 磁极拉住1、3齿,B、B' 磁极拉住2、4齿,转子再转过15°,如图7-8所示。
图7-8 三相BC两相同时通电
三相反应式步进电动机的一个通电循环周期如下:A→AB→B→BC→C→CA,每个循环周期分为六拍。每拍转子转过15°(步距角),一个通电循环周期(6拍)转子转过90°(齿距角)。与单三拍相比,六拍驱动方式的步进角更小,更适用于需要精确定位的控制系统。
3.三相双三拍
按AB→BC→CA的顺序给三相绕组轮流通电。每拍有两相绕组同时通电。与单三拍方式相似,双三拍驱动时每个通电循环周期也分为三拍。每拍转子转过 30°(步距角),一个通电循环周期(3拍)转子转过90°(齿距角),如图7-9所示。
图7-9 三相双三拍运行模式
从以上对步进电动机三种驱动方式的分析可得步距角计算公式
式中
θ——步距角;
Zr ——转子齿数;
m——每个通电循环周期的拍数。
步进电动机转速计算公式为:
式中
n——转速(r/min);
f ——控制脉冲频率,即每秒输入步进电动机的脉冲数;
θ——用度数表示的步距角。
实际使用的步进电动机,一般都要求有较小的步距角,步距角越小位置精度越高。为了获得小步距角,电动机的定子、转子都做成多齿的,如图7-10所示。图7-10是三相反应式步进电动机工作原理示意图。定子上有六个磁极,分成三对,称为三相。磁极上的绕组分为A、B、C三相,分别通以单极性电流激磁。定子每相磁极上分布有小齿,具有与转子齿相同的齿距和相似的齿形。
图7-10 三相反应式步进电动机工作原理图
当A相磁极小齿与转子齿对齐时,B相磁极小齿与转子齿错开1/3齿距,C相磁极小齿与转子齿错开2/3齿距。如果以A-B-C-A(三拍)方式通电时,A相通电激励后,即建立A-A'为轴线的磁场,该磁场通过由定子、转子所组成的磁路,并使转子齿在磁场力的作用下与定子齿对齐,如图7-10(a)所示。接着,在A相切断的同时,B相通电,建立B-B'为轴线的磁场,此时转子齿在磁场力的作用下与B相定子齿对齐。同理,在B相切断的同时,C相接通,转子齿在磁场力的作用下与C相定子齿对齐。在这样一次通电循环之后,转子转过一个齿距角,由此可以计算出步距角θ= 360/(3×Z)。其中Z为转子总齿数,3为循环拍数。若按如图7-10(b)的通电时序CA-A-AB-B-BC-C-CA(六拍方式),一次通电循环之后,转子也转过一个齿距,其步距角θ=360/(6×Z)。
由于Z可以取较大值,如Z=50−100,θ可以达到1°以下。
(二)步进电动机的常见术语和特性
1.相数
产生不同对极N、S磁场的激磁线圈对数,常用m表示。
2.拍数
完成一个磁场周期性变化所需脉冲数或导电状态,用n表示,或指电动机转过一个齿距角所需脉冲数,以四相电动机为例,有四相四拍运行方式即AB-BC-CD-DA-AB,四相八拍运行方式即A-AB-B-BC-C-CD-D-DA-A。
3.步距角
对应一个脉冲信号,电动机转子转过的角位移,用θ表示。θ=360°/(转子齿数J×运行拍数),以常规二、四相,转子齿为50齿电动机为例:
四拍运行时步距角为:θ=360°/(50×4)=1.8°(俗称整步)
八拍运行时步距角为:θ=360°/(50×8)=0.9°(俗称半步)
4.步距角精度
步进电动机每转过一个步距角的实际值与理论值的误差,称为步距角精度。用百分比表示:
步距角精度=误差/步距角×100%
不同运行拍数其值不同,四拍运行时应在5%之内,八拍运行时应在15%以内。
5.失步
电动机运转时运转的步数,不等于理论上的步数,称为失步。
6.电动机正/反转控制
当电动机绕组通电时序为AB-BC-CD-DA时为正转,通电时序为DA-CA-BC-AB时为反转。
7.静态矩角特性和最大静转矩特性
所谓静态是指电动机不改变通电状态,转子不动时的工作状态。空载时,步进电动机某相通以直流电流时,该相对应的定、转子齿对齐,这时转子无转矩输出。如在电动机轴上加一顺时针方向的负载转矩,步进电动机转子则按顺时针方向转过一个小角度θ,称为失调角,这时转子电磁转矩T与负载转矩相等。矩角特性是描述步进电动机稳态时,电磁转矩与失调角θ之间关系的曲线,或称为静转矩特性,步进电动机矩角特性如图7-11所示。
图7-11 步进电动机矩角特性
8.步进电动机矩频特性
矩频特性是用来描述步进电动机连续稳定运行时输出转矩与连续运行频率之间关系的曲线。矩频特性曲线上每一频率所对应的转矩称为动态转矩。动态转矩除了和步进电动机结构及材料有关外,还与步进电动机绕组连接、驱动电路、驱动电压有密切的关系。如图7-12所示为混合式步进电动机连续运行时的典型矩频特性曲线。
图7-12 混合式步进电动机连续运行时的典型的矩频特性曲线
以上两条特性曲线是步进电动机两条重要的特性曲线,即反映失调角与负载转矩之间关系的曲线和反映转矩与连续运行频率之间关系的曲线。在选用步进电动机时,通常希望其输出转矩大,启动频率和运行频率高,步距误差小,性能价格比高。但增大转矩与快速运行存在一定矛盾、高性能和低成本也存在矛盾,因此实际选用时,必须全面考虑。
已知负载转矩,可以在启动矩频特性曲线中查出启动频率,这是启动频率的极限值。实际使用时,只要启动频率小于或等于这一极限值,步进电动机就可以直接带负载运行。
若已知步进电动机的连续运行频率f,就可以从工作矩频特性曲线中查出转矩M,这也是转矩的极限值,有时称其为失步转矩。也就是说,若步进电动机以频率f运行,它所拖动的负载转矩必须小于M,否则就会导致失步。数控机床的运行可分为两种情况:快速运行和切削运行。在这两种情况下,对转矩和进给速度有不同要求。我们在选用步进电动机时应注意使其在两种情况下都能满足要求。根据下面公式进行选用:
式中
f——步进电动机工作频率(Hz);
v——进给速度(m/min);
δ——脉冲当量(mm)。
(三)步进电动机的驱动装置
1.步进驱动器工作原理
步进电动机各励磁绕组是按一定节拍,依次轮流通电工作的,为此,需将CNC发出的控制脉冲按步进电动机规定的通电顺序分配到定子各励磁绕组中。完成脉冲分配的功能元件称为环形分配器。环形分配器可由硬件实现,也可由软件完成。环形脉冲分配器发出的脉冲功率很小,不能直接驱动步进电动机,必须经驱动电路将信号电流放大到若干安培,才能驱动电动机。因此,步进电动机驱动器通常由环形脉冲分配器和功率放大器组成,加到环形脉冲分配器输入端的指令脉冲是CNC插补器输出的分配脉冲,经过加减速控制,使脉冲频率平滑上升和下降,以适应步进电动机的驱动特性。环形脉冲分配器将脉冲信号按一定顺序分配,然后送到驱动电路中进行功率放大,驱动步进电动机工作。
如图7-13所示为步进电动机的驱动电路框图,它由变频信号源、脉冲分配器、功率放大器和步进电动机等组成。
图7-13 步进电动机的驱动电路框图
变频信号源一般是单片机或CPU,一般脉冲信号的占空比为0.3~0.4,电动机转速越高,占空比则越大。它按照运行指令将不同频率的脉冲输送到脉冲分配器,对步进电动机实行各种运行状态的控制。脉冲分配器接收输入脉冲和方向指令,向功率放大器供给控制信号。脉冲分配器输出的脉冲经功率放大器放大后驱动步进电动机工作。
2.雷塞M535型步进驱动器使用说明
雷塞M535型步进驱动器是采用IMS公司先进技术生产的细分型高性能步进驱动器,适合驱动中小型的任何相电流为3.5A以下的两相或四相混合式步进电动机,如图7-14所示为M535 型步进驱动器接口含义图。该驱动器有两排接口,一排是驱动器的输入接口,连接弱电信号,共三对,分别为PUL+/−、DIR+/−和ENA+/−,信号含义见表7-1;另一排是驱动器的电源和输出接口,也有三对,分别为+V/GND、A+/−和B+/−,信号含义见表7-2。由于采用新型的双极型恒流斩波驱动技术,使用同样的电动机时可以比其他驱动方式获得更大的速度和功率。其细分功能使步进电动机运转精度提高,震动减小,噪声降低。
图7-14 M535型步进驱动器接口含义图
表7-1 弱电接线信号含义
表7-2 强电接线信号含义
(1)接口说明
弱电、强电接线信号含义分别见表7-1、表7-2。
(2)输入电气接口
M535型驱动器采用差分式接口电路,内置高速光电耦合器,允许接收长线驱动器、集电极开路和PNP输出电路的信号。推荐用长线驱动器电路,抗干扰能力强,接口完全匹配。现以集电极开路和PNP输出为例,说明电路的连接方法,接口电路分别如图7-15和图7-16所示。
图7-15 集电极开路(共阳极)接口电路
图7-16 PNP输出(共阴极)接口电路
(3)参数说明及设置
M535型驱动器采用八位拨码开关设定细分精度、动态电流和半流/全流功能,详细描述如下:
① 细分设定。
要了解步进电动机驱动器的“细分”,先要弄清步进电动机“步距角”这个概念。步距角表示控制系统每发出一个步进脉冲信号,电动机所转动的角度。电动机出厂时给出了一个步距角的值,如57HS13型电动机给出的值为0.9°/1.8°(表示半步工作时为0.9°、整步工作时为1.8°),这个步距角可以称为“电动机固有步距角”,它不一定是电动机实际工作时的真正步距角,真正的步距角和驱动器有关。
图7-17 拨码开关功能
步进电动机通过细分驱动器的驱动,其步距角变小了,如驱动器工作在10细分状态时,其步距角只为“电动机固有步距角”的十分之一,也就是说:当驱动器工作在不细分的整步状态时,控制系统每发一个步进脉冲,电动机转动1.8°;而用细分驱动器工作在10细分状态时,电动机只转动了 0.18°,这就是细分的基本概念。细分功能完全是由驱动器靠精确控制电动机的相电流所产生的,与电动机无关。
本驱动器提供2~256细分,在步进电动机步距角不能满足使用的条件下,可采用细分驱动器来驱动步进电动机,细分驱动器的原理是通过改变相邻相(A,B)电流的大小,以改变合成磁场的夹角来控制步进电动机的运转。
按驱动器前面板表格将细分数设置为16,将电流设置为57HS13型步进电动机的额定电流。驱动器的SW5~SW8是选择细分数,设置方法见表7-3。
表7-3 细分数设定表
注意:如果驱动器的细分数发生了改变,那么系统轴参数中的脉冲当量分子、分母也要相应地发生改变。
② 电流设定。
步进电动机驱动器电流选择,拨码开关1、2、3可以选择驱动器的电流大小,表7-4不同的拨码方式对应的电流大小也不同,通过表7-4可以看出其对应关系。
表7-4 电流设定表
根据步进电动机额定电流的大小,将驱动器的电流设为2.9A,因此拨码开关SW1=OFF, SW2=ON,SW3=OFF。
③ 半流功能设定。
步进电动机由于静止时的电流很大,所以一般驱动器都提供半流功能,如果步进电动机在一段时间内没有接收到脉冲,那么它就会自动将电流减半,用来防止电动机过热,M535型驱动器也提供本功能,将拨码开关SW4拨至OFF,半流功能开;将拨码开关SW4拨至ON,半流功能关。
首先将半流功能打开,让驱动器在带电的情况下静止 30min,测出此时的电动机温度,并记录下来;待电动机冷却后,将半流功能关闭,让驱动器在带电的情况下静止 30min,测出此时的电动机温度,并记录下来,与上次所测的温度进行比较。
(四)步进电动机的电气控制原理
华中HNC-21型世纪星数控装置是通过XS30~XS33脉冲接口控制步进电动机驱动器的,最多可控制4 个步进电动机驱动装置。在数控机床上进给驱动装置根据来自CNC的指令,控制电动机运行,以满足数控机床工作的要求。因此进给驱动装置至少要求具备工作电源接口、接收CNC设备指令接口及控制电动机运行的接口。图7-18和图7-19分别是数控系统与两相步进电动机和五相步进电动机的连线图。
图7-18 两相步进电动机与数控系统连接图(以MS535型两相步进驱动器为例)
图7-19 五相步进电动机与数控系统连接图(以SH-50806A型五相步进驱动器为例)
电源接口:步进电动机驱动器一般采用单相交流电源或者直流电源,对于采用直流电源的步进电动机驱动装置,允许的电源电压范围比较宽,以本试验台使用的M535为例,允许的电压是DC 24V~DC 48V,步进驱动装置一般不推荐使用稳压电源或开关电源。本试验台步进驱动器的电源电压是直流36V,外部AC 380V经控制变压器得到AC 220V,然后经整流桥交流变直流得36V。
指令接口:进给驱动装置一般采用脉冲接口或模拟量接口作为指令接口,本试验台的步进驱动器采用脉冲接口。脉冲指令接口有三种类型,见表7-5。单脉冲(脉冲+方向)方式,正交脉冲方式,双脉冲方式。步进电动机驱动装置一般只提供单脉冲方式,伺服驱动装置则三种方式都提供。假设CP、DIR为驱动装置的脉冲指令接口,则不同的工作模式下CP、DIR的含义如下:
表7-5 脉冲方式对应表
注意:① 单脉冲:CP为脉冲信号,DIR为方向信号。
② 正交脉冲:CP与DIR的相位差为脉冲信号,CP与DIR的相位超前与落后关系决定电动机的旋转方向。
③ 正/反向脉冲:CP为正转脉冲信号,DIR为反转脉冲信号。
本试验台步进电动机采用是单脉冲的方式,CP 的频率决定了步进电动机的转速,DIR的电平决定了电动机的转向。信号传输过程中均采用双绞线,可提高信号抗干扰能力。
电动机运行接口:步进电动机一般输出信号是A、A−、B、B−(两相电动机),A、A−、B、B−、C、C−(三相电动机),A、B、C、D、E(五相电动机)等。一般两相步进电动机,为了适应不同用户的需要,还提供串行/并行的选择。本试验台的雷赛M535型驱动器就是两相的,它可以驱动所有相电流为3.5A以下的四线、六线或八线的两相/四相电动机,图7-20详细列出了四线、六线、八线步进电动机的接法。
图7-20 驱动器和各种电动机的接法
两相步进电动机的绕组出线不是通常的两组,而是四组:A、A−、B、B−、C、C−、D、D−,如图7-21(a)所示的连接方式是串联。并联接线法是将电动机绕组的A和A−分别接电动机绕组的C−和C,形成两个端子,再分别接驱动器的A和A−;B、D的接法同理,将电动机绕组的B和B−分别接电动机绕组的D−和D,形成两个端子,再分别接驱动器的B和B−,如图7-21(b)所示。
图7-21 电动机并联和串联的接法
串联连接力矩较大,但高速特性较差,一般在电动机转速较低的场合使用,此时需要的驱动器输出电流为电动机相电流的 0.7 倍,电动机发热小;并联连接低速扭矩较差,但高速特性较好,一般在电动机转速较高的场合使用,所需要的驱动器输出电流为电动机相电流的1.4 倍,因而电动机发热较大。注意:并联连接要适当增加驱动装置的输出电流,才能不降低低频段的输出转矩。
(五)步进电动机的选用和主要故障
1.步进电动机的选择
选用步进电动机主要考虑步距角(涉及相数)、静转矩及电流三大要素。三大要素确定后,步进电动机的型号便确定下来了。
(1)步距角的选择
电动机的步距角取决于负载精度的要求,将负载的最小分辨率(当量)换算到电动机轴上,每个当量电动机应走多少角度(包括减速)。电动机的步距角应等于或小于此角度。目前市场上步进电动机的步距角一般有 0.36°/0.72°(五相电动机)、0.9°/1.8°(二、四相电动机)、1.5°/3°(三相电动机)等。
(2)静力矩的选择
步进电动机的动态力矩很难确定,往往先确定电动机的静力矩。静力矩选择的依据是电动机工作的负载,而负载可分为惯性负载和摩擦负载两种。单一的惯性负载和单一的摩擦负载是不存在的。直接启动(一般由低速)时两种负载均要考虑,加速启动时主要考虑惯性负载,恒速运行时只考虑摩擦负载。一般情况下,静力矩应为摩擦负载的2~3倍。静力矩选定后,便能确定电动机的机座及长度(几何尺寸)。
(3)电流的选择
静力矩相同的电动机,由于电流参数不同,其运行特性差别很大,可依据矩频特性曲线图,判断电动机的电流(参考驱动电源及驱动电压)。
综上所述选择电动机一般应按如图7-22所示步骤进行选择。
图7-22 电动机选用原则
(4)力矩与功率换算
步进电动机一般在较大范围内调速使用,其功率是变化的,一般只用力矩来衡量,力矩与功率换算关系如下:
P=Ω·M
Ω=2π·n/60
P=2 πnM/60
式中
P——功率,单位为瓦;
Ω——每秒角速度,单位为弧度;
n——每分钟转速,单位为转/分钟;
M——力矩,单位为牛顿·米。
P=2πfM/400(半步工作)
式中 f——每秒脉冲数(简称PPS)。
2.应用中的注意点
① 步进电动机应用于低速场合——每分钟转速不超过1000转,可通过减速装置使其在此间工作,此时电动机工作效率高,噪声低。
② 步进电动机最好不使用整步状态,因为整步状态时震动大。
③ 由于历史原因,只有标称为12V电压的电动机使用12V,其他电动机的电压值不是驱动电压伏值,可根据驱动器选择驱动电压(建议:57BYG型采用直流24~36V,86BYG型采用直流50V,110BYG型采用高于直流80V),当然12V的电压除12V恒压驱动外也可以采用其他驱动电源,不过要考虑温升。
④ 转动惯量大的负载应选择大机座电动机。
⑤ 电动机在较高速或带动大惯量负载时,一般不在工作速度启动,而采用逐渐升频提速。这是因为:一电动机不失步;二可以减少噪声;三可以提高停止时的定位精度。
⑥ 当需要提高数控系统的精度时,应通过机械减速、提高电动机速度,或采用高细分数的驱动器来解决,也可以采用5相电动机,不过由于其整个系统的价格较贵,生产厂家少,其被淘汰的说法是外行话。
⑦ 步进电动机不应在震动区内工作,如若必须在其震动区内工作,可通过改变电压、电流或加一些阻尼的方法解决。
⑧ 电动机在600脉冲/秒(0.9°)以下工作时,应采用小电流、大电感、低电压驱动。
⑨ 在设计数控机床时,应遵循先选电动机后选驱动的原则。
五、单元学习活动
本单元主要是在了解步进电动机工作原理的基础上,根据电气原理图对试验台的步进电动机模块进行查看,了解试验台使用步进电动机的型号,包括步距角、生产厂家及相数等信息;了解试验台使用步进电动机驱动器的型号,包括驱动器各个端子的含义、拨码开关的含义和设置、驱动器的工作电源等;掌握步进电动机、驱动器与HNC-21型数控系统的连接方法,并能进行调试运行。在调试过程中,能够对步进电动机的各类故障进行分析,找出故障原因;最后要求各组认真完成课业工作页的内容,本单元学习活动计划见表7-6。
表7-6 本单元学习活动计划
续表
六、单元学习的资源要求
(一)学习所需的场所、设备及工具
本单元学习不涉及车间机床设备的电气部分,整个学习活动可在数控原理实训室开展。
数控原理实训室应配置工具展柜和资料柜,以提供常用电工工具和仪器仪表、机床常用电气元件实物和阅读学习所需要的各类资料。
根据个性教学的特殊需要,最好配置能进行网络资料查询的计算机。
(二)技术资料
设备使用说明书、维护保养手册、电气原理图、电气元件安装图和接线图,安全操作规程、岗位职能要求及相关管理资料等;开展单元学习活动所需的学习指南、卡片纸及课业工作页(课业练习)等。
七、单元学习的考核评价
单元学习的考核评价不要仅仅局限于对学习结果的考评,更要注重工作学习活动的参与过程。考评围绕学习活动的各个环节,根据参与程度、工作学习态度、学习方法与技巧、小组合作情况、目标实现状况等全面考评,本单元主要考评项目组成参考如下。
成果评定:根据课业学习及工作页的内容完成的质量情况进行评定,占60%;
学生自评:学生根据评分标准,对实施过程进行自评,给出相应的成绩,占10%;
学生互评:学生间互相交流,互相评价,占10%;
教师评价:教师根据学生的学习态度、工作态度、团队协作精神、出勤率、敬业爱岗和职业道德等情况,结合工作任务实施过程的各个环节进行评价,占20%。