I. Tổng quan về máy CNC và hệ thống điều khiển
Phần này giới thiệu tổng quan về máy CNC và hệ thống điều khiển, bao gồm lịch sử phát triển, cơ sở hoạt động, và phân loại các loại máy CNC. Máy CNC được phát triển từ nhu cầu quân sự và hàng không, với khả năng điều khiển chính xác các quá trình gia công. Các máy CNC hiện đại sử dụng hệ thống điều khiển số để tự động hóa quá trình gia công, giảm thiểu sai sót và tăng hiệu quả sản xuất.
1.1. Lịch sử phát triển máy CNC
Máy CNC ra đời từ những năm 1950, ban đầu được sử dụng trong ngành hàng không và quân sự. Với sự phát triển của công nghệ vi xử lý, máy CNC đã trở nên phổ biến trong các ngành công nghiệp khác nhau. Các hệ thống CNC hiện đại có khả năng xử lý dữ liệu nhanh chóng và chính xác, giúp tối ưu hóa quá trình sản xuất.
1.2. Cơ sở hoạt động của máy CNC
Máy CNC hoạt động dựa trên hệ thống điều khiển số, sử dụng các tín hiệu điện để điều khiển chuyển động của các trục máy. Hệ thống này bao gồm các bộ phận như khối điều khiển, động cơ servo, và các cảm biến đo lường. Các máy CNC có thể điều khiển từ 3 đến 6 trục, tùy thuộc vào yêu cầu gia công.
II. Công nghệ máy CNC ứng dụng tia Laser
Phần này tập trung vào việc ứng dụng công nghệ tia Laser trong máy CNC. Tia Laser được sử dụng để khắc và cắt vật liệu với độ chính xác cao. Công nghệ này mang lại nhiều ưu điểm như giảm thiểu chi phí, tăng tốc độ gia công, và khả năng làm việc với nhiều loại vật liệu khác nhau.
2.1. Nguyên lý hoạt động của tia Laser
Tia Laser hoạt động dựa trên nguyên lý khuếch đại ánh sáng bằng phát xạ kích thích. Các photon được kích thích và phát ra đồng pha, tạo thành chùm tia có cường độ cao. Tia Laser có tính định hướng và đơn sắc, giúp tập trung năng lượng vào một điểm nhỏ, phù hợp cho việc khắc và cắt vật liệu.
2.2. Ứng dụng tia Laser trong máy CNC
Tia Laser được ứng dụng rộng rãi trong máy CNC để khắc và cắt các vật liệu như kim loại, gỗ, và nhựa. Công nghệ này giúp giảm thiểu thời gian gia công và tăng độ chính xác. Máy khắc Laser CNC được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp, từ sản xuất đồ gia dụng đến chế tạo linh kiện điện tử.
III. Thiết kế và chế tạo máy khắc Laser CNC
Phần này trình bày quá trình thiết kế và chế tạo máy khắc Laser CNC. Đề tài tập trung vào việc thiết kế một mô hình máy khắc Laser 2 trục, sử dụng công nghệ CNC để điều khiển chính xác. Mô hình này được thiết kế để đơn giản hóa quá trình gia công và giảm chi phí sản xuất.
3.1. Thiết kế hệ thống điều khiển
Hệ thống điều khiển của máy khắc Laser CNC được thiết kế dựa trên vi điều khiển Arduino Nano. Hệ thống này bao gồm các driver động cơ bước, mạch điều khiển trung tâm, và phần mềm điều khiển. Việc sử dụng Arduino giúp giảm chi phí và tăng tính linh hoạt trong quá trình điều khiển.
3.2. Xây dựng mô hình máy khắc Laser CNC
Mô hình máy khắc Laser CNC được xây dựng với 2 trục X và Y, sử dụng các ray trượt và động cơ bước để di chuyển chính xác. Máy được trang bị đi-ốt Laser 2W, giúp tiết kiệm năng lượng và giảm chi phí vận hành. Mô hình này phù hợp cho việc gia công các vật liệu mỏng và nhẹ.
