Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong bối cảnh công nghiệp hóa và hiện đại hóa, công nghệ điều khiển số CNC (Computer Numerical Control) đã trở thành công cụ gia công cơ khí chính xác phổ biến trong nhiều ngành sản xuất công nghiệp tại Việt Nam. Tuy nhiên, phần lớn các dòng máy công cụ CNC đang vận hành trong nước đều phải nhập khẩu từ các quốc gia phát triển như Đức, Nhật Bản hoặc Trung Quốc với chi phí đầu tư rất lớn. Năng lực tự thiết kế và chế tạo máy CNC hoàn chỉnh tại các đơn vị trong nước còn hạn chế, đa phần mới chỉ dừng lại ở quy mô tự chế máy vận hành đơn giản nhằm đáp ứng nhu cầu gia công cơ bản.

Nhằm giải quyết bài toán về giá thành và làm chủ công nghệ điều khiển số ở quy mô vừa và nhỏ, đề tài đồ án tốt nghiệp "Thiết kế, chế tạo mô hình máy khắc Laser ứng dụng công nghệ CNC" được thực hiện bởi sinh viên Hoàng Minh Vũ dưới sự hướng dẫn của GS. TSKH Thân Ngọc Hoàn tại Trường Đại học Dân lập Hải Phòng (hoàn thành vào tháng 12 năm 2016).

Mục tiêu và các nhiệm vụ nghiên cứu cụ thể của đề tài bao gồm:

  1. Nghiên cứu tổng quan lý luận về nguyên lý vận hành của hệ thống máy công cụ CNC, cấu trúc khối điều khiển, công nghệ quang học của nguồn phát tia Laser và các yêu cầu an toàn bức xạ.
  2. Khảo sát hệ thống điều khiển của máy phay CNC 3 trục tiêu chuẩn sử dụng động cơ AC Servo và mạch giao tiếp AKZ250 để làm cơ sở đối sánh.
  3. Tính toán, thiết kế và chế tạo hệ thống phần cứng cho máy khắc Laser 2 trục (X-Y), bao gồm: kết cấu cơ khí bằng khung nhôm định hình kết hợp bánh xe trượt dẫn hướng, mạch điều khiển trung tâm tích hợp vi điều khiển Arduino Nano và Driver động cơ bước A4988.
  4. Xây dựng phần mềm điều khiển giao tiếp giữa máy tính và máy khắc trên nền tảng ngôn ngữ C#.
  5. Chế tạo hoàn thiện mô hình thực nghiệm, lập trình nạp mã lệnh và tiến hành khắc thử nghiệm sản phẩm thực tế.

Đối tượng nghiên cứu của đồ án là hệ thống máy khắc Laser điều khiển số 2 trục tọa độ. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào việc ứng dụng nguồn phát tia Laser công suất nhỏ (đi-ốt Laser 2W) kết hợp hệ thống điều khiển số nguồn mở có giá thành thấp, phục vụ mục đích nghiên cứu học tập và ứng dụng tại các cơ sở sản xuất thủ công mỹ nghệ quy mô nhỏ.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đề tài xây dựng trên nền tảng các cơ sở lý thuyết kỹ thuật điều khiển tự động và quang học ứng dụng:

  • Nguyên lý điều khiển số (NC/CNC): Áp dụng hệ tọa độ Descartes 3 chiều theo quy tắc bàn tay phải theo tiêu chuẩn ISO, nguyên lý điều khiển logic đóng ngắt và cấu trúc hệ thống sản xuất tích hợp máy tính CIM (Computer Integrated Manufacturing).
  • Lý thuyết nguồn phát Laser: Cơ chế khuếch đại ánh sáng bằng phát xạ cưỡng bức (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation), hiện tượng nghịch đảo mật độ điện tử, cấu tạo buồng cộng hưởng quang học và các đặc tính vật lý của chùm tia đơn sắc đồng bộ pha.
  • Lý thuyết truyền động điện và điều khiển bước: Cấu tạo và nguyên lý điều khiển chuyển động của động cơ bước lai đơn cực 6 dây (bước góc $1,8^\circ$, tương đương 200 bước/vòng) qua phương pháp điều chế độ rộng xung (PWM) và các chế độ vi bước (Microstepping).

Phương pháp nghiên cứu được triển khai bao gồm:

  • Phương pháp phân tích - tổng hợp lý thuyết: Thu thập và nghiên cứu tài liệu kỹ thuật chuyên ngành về máy CNC cổ điển, hệ thống điều khiển số công nghiệp và công nghệ bán dẫn Laser.
  • Phương pháp thiết kế kỹ thuật: Sử dụng phần mềm Proteus 7 để vẽ sơ đồ nguyên lý, mô phỏng và thiết kế mạch in (PCB) cho khối điều khiển trung tâm; lập trình phần mềm giao diện điều khiển máy tính bằng ngôn ngữ C# trên môi trường Microsoft Visual Studio 2010.
  • Phương pháp thực nghiệm chế tạo: Gia công cơ khí khung máy nhôm định hình $20 \times 40\text{ mm}$, lắp ráp mạch điều khiển, tích hợp đi-ốt Laser Blue và tiến hành chạy thực nghiệm gia công mẫu vật liệu để hiệu chỉnh thông số vận hành.

Nguồn dữ liệu của đề tài được trích xuất từ các tài liệu hướng dẫn kỹ thuật của nhà sản xuất linh kiện (vi điều khiển ATmega328P, IC Driver A4988, mạch AKZ250, cảm biến hành trình SHL-W225) và các giáo trình chuyên ngành kỹ thuật điều khiển số.

Thiết kế và triển khai

Hệ thống máy khắc Laser CNC 2 trục được thiết kế tích hợp giữa kết cấu cơ khí, mạch điện tử điều khiển và phần mềm giao tiếp máy tính:

Thành phần hệ thống Thông số và giải pháp kỹ thuật lựa chọn
Kích thước tổng thể bàn máy $800 \times 600 \times 200\text{ mm}$
Vùng làm việc tối đa (phôi) $650 \times 450\text{ mm}$
Kết cấu khung và dẫn hướng Khung nhôm định hình $20 \times 40\text{ mm}$, đế gỗ kết hợp Mica; dẫn động bánh xe lăn trên rãnh nhôm định hình, tì dây đai vào puly
Nguồn phát khắc nhiệt Đi-ốt Laser Blue (bước sóng vùng xanh, dải công suất 2W)
Động cơ truyền động trục Động cơ bước đơn cực kiểu lai (Hybrid Unipolar Step Motor), góc bước $1,8^\circ$
Mạch lái động cơ bước Module Driver A4988 (hỗ trợ các chế độ Full, Half, 1/4, 1/8, 1/16 step qua 3 chân MS1, MS2, MS3; tích hợp tự ngắt khi quá nhiệt)
Bộ xử lý trung tâm Board vi điều khiển Arduino Nano (MCU ATmega328P 8-bit, xung nhịp $16\text{ MHz}$, $32\text{ KB}$ Flash, $2\text{ KB}$ SRAM, $1\text{ KB}$ EEPROM)
Mạch in trung tâm (Custom PCB) Thiết kế trên Proteus 7; tích hợp nguồn công suất chịu dòng động cơ tối đa 3A, 4 cổng vào cảm biến/công tắc hành trình, 1 cổng ra điều khiển ngoài, cầu chì bảo vệ
Phần mềm điều khiển Ứng dụng điều khiển trên máy tính viết bằng ngôn ngữ C# qua Visual Studio 2010; giao tiếp dữ liệu với vi điều khiển qua cổng USB

Thông số kỹ thuật chi tiết của vi điều khiển xử lý trung tâm Arduino Nano được tác giả tổng hợp trong bảng sau:

Thông số kỹ thuật Giá trị
Vi điều khiển chính ATmega328P (kiến trúc 8-bit)
Điện áp hoạt động $5\text{V DC}$
Tần số hoạt động $16\text{ MHz}$
Điện áp vào khuyên dùng $7 - 12\text{V DC}$ (Giới hạn: $6 - 20\text{V DC}$)
Dòng điện tiêu thụ $30\text{ mA}$
Chân Digital I/O 14 chân (trong đó có 6 chân hỗ trợ xuất xung PWM)
Chân Analog Input 8 chân (độ phân giải ADC 10-bit)
Dòng ra tối đa trên mỗi chân I/O $40\text{ mA}$
Dung lượng bộ nhớ Flash: $32\text{ KB}$ ($2\text{ KB}$ bootloader), SRAM: $2\text{ KB}$, EEPROM: $1\text{ KB}$
Kích thước vật lý board mạch $1,3\text{ cm}$ chiều rộng

Cấu hình các chân chức năng đặc biệt trên Arduino Nano được sử dụng trong hệ thống bao gồm: chân Serial (0-RX, 1-TX) để truyền nhận dữ liệu với máy tính qua USB; các chân xuất xung PWM (3, 5, 6, 9, 10, 11) điều chỉnh mức công suất Laser phát xạ; chân giao tiếp SPI (10, 11, 12, 13) và I2C (A4-SDA, A5-SCL).

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quát về máy CNC và hệ thống điều khiển

Chương 1 hệ thống hóa toàn bộ lịch sử hình thành và cơ sở kỹ thuật của hệ thống điều khiển số NC/CNC:

  • Quá trình phát triển: Công nghệ điều khiển số bắt nguồn từ lĩnh vực quân sự và hàng không vũ trụ. Hệ thống đã tiến hóa qua các thế hệ xử lý từ 4-bit, 8-bit đến 32-bit, hướng tới các mô hình sản xuất linh hoạt và tổ hợp CIM tích hợp robot vận chuyển phôi và hệ thống đo kiểm tự động.
  • Cơ sở máy CNC: Định nghĩa chuyển động cắt gọt theo hệ tọa độ Descartes chuẩn ISO (nguyên tắc bàn tay phải), khả năng điều khiển mở rộng lên tới 6 trục (3 trục tịnh tiến X, Y, Z và 3 trục quay tương ứng A, B, C).
  • Phân loại máy công cụ: Phân loại dựa trên truyền động (thủy lực, khí nén, điện), phương pháp điều khiển (tọa độ, quỹ đạo), vòng lặp điều khiển (vòng hở, vòng kín, nửa kín), số lượng trục (3 trục, 4 trục, 5 trục) và nhóm chức năng gia công (máy tiện, phay, khoan - doa, mài, trung tâm gia công).
  • Nguyên lý vận hành và cấu trúc khối chức năng: Chi tiết hóa quy trình truyền chương trình từ vật mang tin/máy tính chủ (DNC) vào bộ nhớ; vai trò của khối điều khiển logic trong việc xuất tín hiệu điều khiển van thủy lực, rơ-le, bơm làm mát và đóng ngắt chuyển động trục chính; phân tích cấu trúc phối hợp giữa màn hình, bảng điều khiển, tay quay điện tử, CPU và Bus hệ thống.
  • Chuẩn bị chương trình gia công: So sánh giữa phương pháp tính toán thủ công và phương pháp lập trình tự động hóa bằng phần mềm định hướng đối tượng trên máy tính vi tính, chỉ rõ ưu điểm về độ chính xác, tiết kiệm thời gian và hạn chế lỗi cú pháp.

Chương 2: Công nghệ máy CNC ứng dụng tia Laser

Chương 2 tập trung phân tích công nghệ quang học Laser và đối sánh tính khả thi khi ứng dụng vào hệ thống điều khiển số:

  • So sánh máy CNC cơ khí cổ điển và CNC Laser:
Tiêu chí so sánh Máy công cụ CNC truyền thống (tiện, phay, khoan) Máy khắc CNC Laser 2 trục (mô hình đề tài)
Cơ chế tác động Dao cắt tiếp xúc cơ học, đánh bật phoi thừa Nhiệt bức xạ từ chùm tia Laser hội tụ
Số lượng trục tối thiểu 3 trục (X, Y, Z) 2 trục (X, Y)
Kết cấu cơ khí Yêu cầu độ cứng vững rất cao, kết cấu ray nặng nề Kết cấu khung trượt nhẹ, tối giản giá đỡ
Chi phí phần cứng Đắt tiền (Driver Servo công nghiệp, động cơ AC) Thấp (tận dụng phần cứng nguồn mở, IC thông dụng)
Khả năng gia công Đa dạng vật liệu cứng, tạo hình khối 3D phức tạp Cắt/khắc nhiệt 2D trên một số vật liệu đặc thù
  • Bản chất và cấu tạo nguồn Laser: Định nghĩa hiện tượng phát xạ kích thích; cấu tạo 3 khối cơ bản gồm buồng cộng hưởng chứa hoạt chất Laser, nguồn năng lượng nuôi và hệ thống gương dẫn quang (gương phản xạ toàn phần và gương bán mạ).
  • Phân loại nguồn Laser công nghiệp:
    • Laser chất rắn: YAG-Neodym (bước sóng $1060\text{ nm}$, công suất liên tục tới $100\text{W}$ hoặc phát xung $1000 - 10000\text{ Hz}$), Laser Rubi tinh thể Aluminium gắn ion Chrom (bước sóng $694,3\text{ nm}$), bán dẫn Gallium Arsen (bước sóng $890\text{ nm}$).
    • Laser chất khí: He-Ne (bước sóng $632,8\text{ nm}$, công suất vài $\text{mW}$), Argon (bước sóng $488\text{ nm}$ và $514,5\text{ nm}$), $\text{CO}_2$ (bước sóng $10600\text{ nm}$ thuộc phổ hồng ngoại xa dùng làm dao mổ hoặc cắt gọt).
  • Tính chất chùm tia và an toàn lao động: Bốn đặc tính vượt trội gồm độ định hướng cao, tính đơn sắc tuyệt đối, tính đồng bộ pha của photon và khả năng tập trung năng lượng theo xung cực ngắn (mili, nano, pico giây). Cảnh báo mức độ nguy hiểm theo phân cấp an toàn I đến IV (từ an toàn đến nguy cơ gây bỏng da và hủy hoại võng mạc mắt vĩnh viễn), yêu cầu bắt buộc trang bị kính lọc bức xạ chuyên dụng hoặc bao che chắn bảo vệ.
  • Đi-ốt Laser bán dẫn: Nguyên lý tái hợp hạt dẫn tại lớp chuyển tiếp p-n giải phóng photon; giới thiệu các dải bước sóng thương mại ($660\text{ nm}$, $635\text{ nm}$, $532\text{ nm}$, $520\text{ nm}$, $445\text{ nm}$) và giải pháp sử dụng đi-ốt Laser Blue 2W cho mô hình khắc.

Chương 3: Thiết kế và xây dựng máy khắc Laser 2 trục

Chương 3 trình bày toàn bộ quy trình tính toán, thiết kế và chế tạo thực nghiệm hệ thống máy khắc:

  • Nghiên cứu hệ thống phay CNC 3 trục tiêu chuẩn: Khảo sát cấu hình công nghiệp gồm phần mềm Mach3, card giao tiếp USB AKZ250 (hỗ trợ Windows 2000/XP/Vista/Win7, tần số xung $200\text{ kHz}$, 16 kênh ra), động cơ xoay chiều AC Servo kèm Encoder phản hồi, biến tần điều khiển động cơ không đồng bộ 3 pha làm trục chính và công tắc hành trình công nghiệp SHL-W225. Phân tích công thức động học mô-men: $$A = \frac{T_m - T_{\text{tải}}}{J}$$ (Trong đó $A$ là gia tốc góc $\text{rad/s}^2$, $T_m$ là mô-men động cơ, $T_{\text{tải}}$ là mô-men tải và $J$ là mô-men quán tính của rotor cùng tải).
  • Lựa chọn động cơ bước: Phân tích đặc tính động cơ bước đơn cực kiểu lai 6 dây ra, 200 răng Stator (góc bước $1,8^\circ$). Giải thích nguyên lý chuyển dịch từ trường kéo rotor bằng cách kích điện tuần tự vào các cặp cuộn dây A-A1 và B-B1 đặt lệch răng.
  • Mạch Driver A4988: Thiết kế khối công suất điều khiển động cơ bước; phân tích bảng kích chân MS1, MS2, MS3 để chuyển đổi linh hoạt các chế độ vi bước từ bước đủ (Full step) đến $1/16$ bước (1/16 step).
  • Thiết kế mạch in trung tâm: Sử dụng Proteus 7 xây dựng board mạch điều khiển tích hợp Arduino Nano, module A4988, khối công suất dòng tải 3A, 4 cổng nhận tín hiệu cảm biến/hành trình, 1 cổng xuất lệnh ngoại vi và cầu chì bảo vệ mạch.
  • Xây dựng phần mềm và gia công mô hình: Lập trình phần mềm điều khiển bằng C# trên Visual Studio 2010 kết nối USB. Lắp ráp khung cơ khí từ nhôm định hình $20 \times 40\text{ mm}$, hoàn thiện bàn máy $800 \times 600 \times 200\text{ mm}$ (vùng làm việc $650 \times 450\text{ mm}$), lắp đặt hệ thống bánh xe trượt tì dây đai puly và thiết lập lưu đồ gia công hoàn chỉnh.

Kết quả và đóng góp

Đồ án đã đạt được các kết quả kỹ thuật cụ thể sau quá trình nghiên cứu và chế tạo:

  1. Hoàn thiện mô hình phần cứng cơ khí 2 trục: Chế tạo thành công khung máy khắc kích thước phủ bì $800 \times 600 \times 200\text{ mm}$ với khả năng gá đặt phôi gia công tối đa $650 \times 450\text{ mm}$. Kết cấu cơ khí sử dụng vật liệu nhôm định hình $20 \times 40\text{ mm}$ kết hợp hệ thống bánh xe lăn trên ray nhôm và dẫn động đai puly giúp giảm trọng lượng khung đỡ mà vẫn đảm bảo độ vững chắc khi vận hành.
  2. Làm chủ thiết kế mạch điều khiển trung tâm: Tự thiết kế và chế tạo thành công bo mạch PCB trên phần mềm Proteus 7. Mạch tích hợp gọn gàng vi điều khiển Arduino Nano cùng module Driver A4988, chịu được dòng cấp động cơ lên đến 3A, cung cấp 4 kênh vào cho cảm biến hành trình, 1 kênh ra điều khiển phụ trợ và tích hợp cầu chì bảo vệ quá dòng.
  3. Phát triển phần mềm điều khiển chuyên dụng: Xây dựng hoàn chỉnh giao diện phần mềm điều khiển bằng ngôn ngữ C# trên Microsoft Visual Studio 2010, cho phép người dùng kết nối máy tính với máy khắc qua cổng USB tiêu chuẩn và hiệu chỉnh các thông số vận hành linh hoạt.
  4. Kiểm nghiệm khắc nhiệt thực tế: Tích hợp nguồn phát đi-ốt Laser Blue 2W điều khiển theo cơ chế điều chế độ rộng xung PWM, thực hiện thành công các mẫu khắc hình ảnh/chữ trên bề mặt vật liệu phi kim theo đúng lưu đồ thuật toán đặt ra.

Về mặt đóng góp, đề tài đã đề xuất giải pháp kỹ thuật kết hợp giữa phần cứng nguồn mở giá rẻ và phần mềm tự phát triển, giúp cắt giảm đáng kể chi phí chế tạo so với các dòng máy CNC 3 trục công nghiệp, chứng minh tính khả thi của việc nội địa hóa các dòng máy gia công tự động quy mô nhỏ.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Dựa trên các phân tích kỹ thuật và phạm vi triển khai của đồ án, một số hạn chế và hướng mở rộng bao gồm:

  • Phương thức điều khiển vòng hở: Do sử dụng động cơ bước không có bộ phản hồi Encoder (khác với động cơ AC Servo ở máy công nghiệp), hệ thống tiềm ẩn nguy cơ mất bước (loss of steps) nếu chịu tải quá mức hoặc vận hành ở tốc độ cao trong thời gian dài.
  • Giới hạn công suất nguồn phát Laser: Đi-ốt Laser 2W chỉ phù hợp cho tác vụ khắc bề mặt hoặc cắt các vật liệu mềm, mỏng (nhựa, gỗ mỏng, mica, da), không thể ứng dụng để cắt gọt kim loại như các nguồn Laser khí $\text{CO}_2$ hoặc Laser sợi quang công suất lớn.
  • Phạm vi chuyển động 2D: Máy chỉ hỗ trợ 2 trục tọa độ (X-Y), không có trục Z điều khiển nâng hạ dao cơ học, do đó hoàn toàn phụ thuộc vào quá trình hội tụ tiêu cự cố định của thấu kính chùm tia Laser.
  • Hướng phát triển tiếp theo: Tác giả định hướng có thể nghiên cứu tích hợp thêm cảm biến phản hồi vị trí để nâng cao độ chính xác vòng kín, nâng cấp mô-đun nguồn Laser công suất cao hơn và hoàn thiện thuật toán nội suy quỹ đạo phức tạp trong phần mềm C#.

Giá trị tham khảo

Đồ án tốt nghiệp là tài liệu tham khảo kỹ thuật cho:

  • Sinh viên ngành Kỹ thuật Điện, Tự động hóa, Cơ điện tử và Chế tạo máy: Cung cấp tài liệu thiết kế chi tiết về việc kết nối vi điều khiển 8-bit (ATmega328P/Arduino) với mạch lái động cơ bước A4988 và phương pháp lập trình điều khiển giao tiếp máy tính bằng ngôn ngữ C#.
  • Các xưởng sản xuất và cơ sở chế tạo quy mô vừa và nhỏ: Bản vẽ nguyên lý mạch in trên Proteus và giải pháp kết cấu cơ khí bằng nhôm định hình $20 \times 40\text{ mm}$ có thể ứng dụng trực tiếp để tự chế tạo máy khắc Laser mini, máy vẽ đồ họa hoặc máy CNC phục vụ gia công bảng mạch in với chi phí thấp.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao đồ án lại lựa chọn cấu hình máy khắc Laser 2 trục thay vì chế tạo máy phay CNC 3 trục tiêu chuẩn?

Trong Chương 2, tác giả đã so sánh chi tiết: máy CNC 3 trục cổ điển đòi hỏi số trục tối thiểu là 3 (X, Y, Z), kết cấu cơ khí ray trượt và khung đỡ phải chịu lực cắt gọt lớn nên rất nặng nề và đắt tiền, đồng thời sử dụng động cơ Servo công nghiệp có chi phí chế tạo cao. Trong khi đó, máy khắc Laser 2 trục sử dụng chùm bức xạ nhiệt để khắc mà không tạo lực tì đè cơ học lên phôi, kết cấu khung nhôm và ray dẫn hướng đơn giản hơn, tận dụng được phần cứng nguồn mở (Arduino Nano, A4988) giúp tiết kiệm đáng kể chi phí và thời gian chế tạo.

2. Mạch điều khiển trung tâm do tác giả tự thiết kế có các thông số kỹ thuật nào?

Mạch điều khiển trung tâm được thiết kế trên phần mềm Proteus 7 với các đặc điểm:

  • Giao tiếp máy tính trực tiếp qua cổng USB.
  • Điều khiển tối đa 2 trục chuyển động bằng động cơ bước (tích hợp khe cắm module Driver A4988).
  • Có chức năng xuất tín hiệu điều biến xung PWM để điều khiển Laser.
  • Cung cấp 4 ngõ vào cho cảm biến/công tắc hành trình và 1 ngõ ra bật tắt thiết bị ngoại vi.
  • Chịu được dòng nuôi động cơ bước tối đa 3A và tích hợp cầu chì bảo vệ chống ngắn mạch.

3. Động cơ bước sử dụng trong hệ thống có thông số kỹ thuật và cơ chế kích từ như thế nào?

Mô hình sử dụng loại động cơ bước đơn cực kiểu lai (Hybrid Unipolar Step Motor) 6 dây ra, góc bước $1,8^\circ$ (tương đương 200 răng trên Stator). Động cơ được điều khiển thông qua mạch lái A4988 bằng cách cấp xung tuần tự vào các cặp cuộn dây A1-A2 và B1-B2 để tạo ra từ trường quay làm lệch trục Rotor nam châm vĩnh cửu. Mạch Driver hỗ trợ tinh chỉnh các chế độ vi bước từ bước đủ (Full step) đến $1/16$ bước (1/16 step) qua cấu hình các chân MS1, MS2, MS3.

4. Kích thước cơ khí và không gian làm việc thực tế của máy là bao nhiêu?

Mô hình máy khắc được chế tạo hoàn thiện với kích thước bàn máy phủ bì là $800 \times 600 \times 200\text{ mm}$. Kích thước phôi gia công thực tế lớn nhất đạt $650 \times 450\text{ mm}$. Khung máy sử dụng nhôm định hình kích thước $20 \times 40\text{ mm}$, phần đế đỡ kết hợp giữa vật liệu gỗ và nhựa Mica, chuyển động dẫn động bằng cơ cấu bánh xe lăn dọc ray nhôm kết hợp dây đai và puly.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế, chế tạo mô hình máy khắc Laser ứng dụng công nghệ CNC" của sinh viên Hoàng Minh Vũ đã giải quyết trọn vẹn nhiệm vụ nghiên cứu và chế tạo thực nghiệm một hệ thống máy công cụ điều khiển số 2 trục với chi phí thấp. Tác giả đã làm chủ quy trình từ thiết kế bo mạch điều khiển trung tâm tích hợp vi điều khiển Arduino Nano, xây dựng phần mềm điều khiển C# trên Visual Studio 2010, đến gia công kết cấu cơ khí nhôm định hình và điều khiển đi-ốt Laser Blue 2W. Kết quả thử nghiệm gia công mẫu thực tế đã chứng minh tính đúng đắn của giải pháp thiết kế, mở ra hướng ứng dụng hiệu quả cho các mô hình học tập, nghiên cứu và sản xuất thủ công mỹ nghệ quy mô nhỏ.