Thiết Kế Máy Khoan Mạch In Tự Động

Trong bối cảnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa, nhu cầu về các thiết bị điện tử chính xác ngày càng tăng cao, kéo… 77 trang · Trường Đại Học Kỹ Thuật · 2023.

• Trường học: Trường Đại Học Kỹ Thuật
• Chuyên ngành: Công Nghệ Thông Tin
• Đề tài: Thiết Kế Máy Khoan Mạch In Tự Động
• Loại tài liệu: khóa luận tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2023
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT ĐỀ TÀI
• 1. CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU
• 1.2. Mục tiêu nghiên cứu
• 1.3. Đối tượng nghiên cứu
• 1.4. Giới hạn đề tài
• 2. CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ MÁY CNC
• 2.1. Tính năng tự động cao
• 2.2. Tính năng linh hoạt cao
• 2.3. Đặc trưng cơ bản của CNC
• 2.4. Tính năng chính xác, đảm bảo chất lượng cao
• 2.5. Gia công biên dạng phức tạp
• 2.6. Tính năng hiệu quả kinh tế và kỹ thuật cao
• 2.7. Mô hình máy CNC
• 3. CHƯƠNG 3: CÁC PHƯƠNG ÁN XÂY DỰNG MÔ HÌNH MÁY CNC
• 3.1. Động cơ dẫn động các trục tọa độ
• 3.2. Phương án phôi cố định
• 3.3. Phương án phôi di chuyển trên trục Y, máy gia công theo trục X và Z
• 3.4. Phương án trục Z cố định, phôi di chuyển
• 3.5. Lựa chọn cơ cấu truyền động
• 3.6. Vít me đai ốc
• 3.7. Phương án dùng đai
• 3.8. Lựa chọn phương án chuyển hoá các trục
• 3.9. Kết luận
• 4. CHƯƠNG 4: THUẬT TOÁN NỘI SUY
• 4.1. Cách tiếp cận
• 4.2. Chuyển động thẳng
• 4.3. Chuyển động tròn
• 4.4. Thuật toán tìm hướng đường tròn
• 5. CHƯƠNG 5: VI ĐIỀU KHIỂN ATMEGA328P PU
• 5.1. Giới thiệu vi điều khiển Atmega328p PU mạch arduino
• 5.2. Phần điều khiển
• 5.3. Các thành phần của bộ điều khiển
• 5.4. Phần chấp hành
• 6. CHƯƠNG 6: ĐỘNG CƠ BƯỚC VÀ ĐỘNG CƠ DC
• 6.1. Giới thiệu về động cơ bước
• 6.2. Hệ thống điều khiển động cơ bước
• 6.3. Giới thiệu động cơ DC 795
• 6.4. Các thông số chủ yếu của động cơ bước
• 7. CHƯƠNG 7: THIẾT LẬP PHẦN CỨNG
• 7.1. Tính toán và thiết kế cơ khí
• 7.2. Thiết kế cơ khí trên phần mềm Solidworks
• 7.3. Bảng thông số kỹ thuật máy CNC 3 trục
• 7.4. Đánh giá vật liệu sử dụng
• 7.5. Lựa chọn cơ cấu cho máy CNC
• 7.6. Kết quả xây dựng đề tài
• 8. CHƯƠNG 8: ĐIỀU KHIỂN VÀ XUẤT FILE GCODE
• 8.1. Phần mềm điều khiển Bcnc
• 8.2. Giao diện kết nối của phần mềm

Tóm tắt

I. Tổng quan khóa luận thiết kế máy khoan mạch in tự động

Trong bối cảnh công nghiệp hóa, hiện đại hóa, nhu cầu về các thiết bị điện tử chính xác ngày càng tăng cao, kéo theo yêu cầu cấp thiết về việc tự động hóa trong sản xuất mạch in (PCB). Khóa luận tốt nghiệp với chủ đề Thiết Kế Máy Khoan Mạch In Tự Động ra đời nhằm giải quyết bài toán này ở quy mô phòng thí nghiệm và ứng dụng cho sinh viên. Đề tài được thực hiện bởi nhóm sinh viên Khoa Công nghệ Điện, Trường Đại Học Công Nghiệp TP.HCM, với mục tiêu xây dựng một hệ thống khoan mạch tự động hoàn chỉnh, chi phí thấp, có khả năng đáp ứng nhu cầu học tập, nghiên cứu và gia công PCB tại nhà. Dự án này là sự kết hợp kiến thức liên ngành từ cơ khí, điện tử, lập trình và lý thuyết điều khiển tự động, tạo ra một mô hình thực tiễn về công nghệ CNC. Sản phẩm không chỉ là một công cụ học tập mà còn là nền tảng cho việc phát triển các máy CNC mini khoan mạch phức tạp hơn trong tương lai. Trọng tâm của khóa luận là việc ứng dụng các nền tảng mã nguồn mở như vi điều khiển Arduino Uno/Mega và firmware GRBL cho Arduino để giảm giá thành và tăng tính linh hoạt. Qua đó, sinh viên có thể trực tiếp tiếp cận, sửa đổi và nâng cấp hệ thống, từ đó nắm bắt sâu hơn về nguyên lý hoạt động và kỹ thuật điều khiển hiện đại. Báo cáo này sẽ trình bày chi tiết từ quá trình lên ý tưởng, lựa chọn linh kiện, thiết kế cơ khí máy CNC 3 trục, lập trình điều khiển cho đến giai đoạn kiểm thử và đánh giá hiệu năng của sản phẩm cuối cùng. Toàn bộ quy trình được ghi lại trong báo cáo khóa luận tốt nghiệp cơ điện tử, cung cấp một tài liệu tham khảo máy khoan CNC giá trị.

1.1. Mục tiêu và đối tượng nghiên cứu của khóa luận

Mục tiêu chính của đề tài là xây dựng thành công một mô hình máy khoan mạch in tự động hoạt động ổn định và chính xác. Các mục tiêu cụ thể bao gồm: nghiên cứu sâu về công nghệ CNC, các thuật toán nội suy đường thẳng và đường tròn; tìm hiểu và ứng dụng điều khiển động cơ bước trong các hệ thống chuyển động tịnh tiến; thiết kế và thi công phần cơ khí vững chắc; xây dựng mạch điều khiển máy khoan CNC dựa trên nền tảng Arduino và các driver thông dụng. Đối tượng nghiên cứu của khóa luận tập trung vào các thành phần cốt lõi của một hệ thống nhúng điều khiển máy CNC, bao gồm: vi điều khiển Arduino Uno R3 (ATmega328), board CNC Shield V3, driver A4988/DRV8825 để điều khiển động cơ, và cách thức xử lý file G-code để điều khiển chuyển động của các trục. Đề tài hướng đến đối tượng là sinh viên các ngành kỹ thuật, người làm DIY và các phòng thí nghiệm nhỏ cần một giải pháp gia công PCB nhanh chóng, chính xác với chi phí hợp lý.

1.2. Giới hạn và phạm vi của đề tài máy khoan mạch in

Do hạn chế về thời gian và kinh phí, đề tài tập trung vào việc thiết kế và chế tạo một máy khoan mạch in 3 trục ở quy mô nhỏ (máy CNC mini). Phạm vi của khóa luận bao gồm các nội dung chính: thiết kế bo mạch điều khiển trung tâm và khối công suất; xây dựng bản vẽ 3D máy khoan mạch Solidworks và mô phỏng chuyển động; gia công các chi tiết cơ khí cơ bản; tìm hiểu và ứng dụng nền tảng firmware GRBL cho máy CNC mini. Về phần mềm, đề tài giới hạn ở việc lập trình G-code cho máy khoan dựa trên phần mềm Aspire và sử dụng phần mềm bCNC để điều khiển máy. Đề tài không đi sâu vào các công nghệ phức tạp như tự động thay mũi khoan hay gia công các biên dạng 3D phức tạp, mà tập trung vào chức năng chính là khoan lỗ trên mạch in một cách chính xác theo bản vẽ thiết kế từ các phần mềm như Proteus hay Altium.

II. Phân tích thách thức trong việc gia công PCB tại nhà

Việc chế tạo mạch in PCB là một công đoạn không thể thiếu trong bất kỳ dự án điện tử nào. Tuy nhiên, quá trình này đối với sinh viên và người dùng cá nhân gặp rất nhiều thách thức, từ độ chính xác, thời gian cho đến chi phí. Các phương pháp thủ công truyền thống như ủi nhiệt, vẽ tay, hoặc ăn mòn bằng hóa chất tuy chi phí thấp nhưng lại bộc lộ nhiều nhược điểm nghiêm trọng. Chúng đòi hỏi sự khéo léo cao, tốn nhiều thời gian, độ chính xác không đồng đều và tiềm ẩn nguy cơ về sức khỏe do tiếp xúc với hóa chất độc hại. Đặc biệt, với các mạch sử dụng linh kiện dán (SMD) có kích thước chân rất nhỏ, việc khoan lỗ thủ công gần như là bất khả thi. Mặt khác, các máy CNC công nghiệp chuyên dụng tuy cung cấp độ chính xác tuyệt vời nhưng lại có giá thành rất cao, vượt xa khả năng đầu tư của cá nhân hay các phòng thí nghiệm nhỏ. Chính khoảng trống này đã tạo ra nhu cầu cấp thiết về một giải pháp trung gian: một máy CNC mini khoan mạch giá rẻ, dễ vận hành nhưng vẫn đảm bảo độ chính xác cần thiết. Việc thiết kế máy khoan mạch in tự động trong khuôn khổ một đồ án máy khoan PCB không chỉ giải quyết vấn đề thực tiễn này mà còn là cơ hội để sinh viên áp dụng lý thuyết vào thực tế, từ đó làm chủ công nghệ và phát triển kỹ năng giải quyết vấn đề một cách toàn diện. Đây chính là động lực và cơ sở để nhóm tác giả thực hiện khóa luận này.

2.1. Nhược điểm của các phương pháp làm mạch in thủ công

Các phương pháp thủ công để gia công PCB tại nhà thường gặp phải các vấn đề cố hữu. Phương pháp ủi nhiệt dễ bị lem, đứt nét, đặc biệt với các đường mạch nhỏ. Phương pháp ăn mòn hóa học (sử dụng FeCl3 hoặc các axit khác) tạo ra chất thải nguy hại cho môi trường và đòi hỏi quy trình xử lý phức tạp. Công đoạn khoan lỗ thủ công bằng tay thường dẫn đến sai lệch vị trí, lỗ khoan không thẳng, gây khó khăn khi cắm và hàn linh kiện. Tất cả những nhược điểm này làm giảm độ tin cậy của mạch điện, tốn thời gian sửa lỗi và không phù hợp cho việc sản xuất hàng loạt hoặc các dự án yêu cầu tính chuyên nghiệp cao.

2.2. Yêu cầu kỹ thuật đối với một hệ thống khoan mạch tự động

Một hệ thống khoan mạch tự động hiệu quả cần đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật khắt khe. Yêu cầu quan trọng nhất là độ chính xác và độ lặp lại cao, đảm bảo các lỗ khoan luôn đúng vị trí theo tệp thiết kế với sai số ở mức micromet. Hệ thống phải có kết cấu cơ khí đủ cứng vững để giảm thiểu rung động trong quá trình khoan. Bộ điều khiển phải có khả năng đọc và thực thi chính xác các mã lệnh từ file G-code. Tốc độ di chuyển và tốc độ khoan phải có thể điều chỉnh linh hoạt để phù hợp với các loại mũi khoan và vật liệu làm mạch khác nhau. Cuối cùng, giao diện điều khiển cần trực quan, dễ sử dụng, cho phép người vận hành dễ dàng thiết lập gốc tọa độ và giám sát quá trình gia công.

III. Hướng dẫn thiết kế cơ khí máy CNC 3 trục tối ưu nhất

Phần cơ khí là bộ khung xương quyết định đến độ chính xác và sự ổn định của toàn bộ máy khoan mạch in tự động. Một thiết kế cơ khí máy CNC 3 trục tốt phải đảm bảo độ cứng vững, giảm thiểu rung động và sai số do rơ lắc. Dựa trên phân tích trong tài liệu gốc, nhóm tác giả đã lựa chọn phương án phôi di chuyển trên trục Y, trong khi đầu khoan di chuyển theo trục X và Z. Mô hình này giúp kết cấu máy nhỏ gọn và cân bằng hơn. Vật liệu chính được sử dụng là nhôm định hình 20x20, một lựa chọn phổ biến cho các máy CNC mini nhờ ưu điểm nhẹ, bền, chống gỉ và dễ dàng lắp ráp bằng các phụ kiện tiêu chuẩn. Toàn bộ mô hình được dựng 3D trên phần mềm Solidworks, cho phép mô phỏng hoạt động, kiểm tra va chạm và tối ưu hóa thiết kế trước khi tiến hành gia công thực tế. Việc mô phỏng này giúp tiết kiệm chi phí và thời gian sửa chữa đáng kể. Các chi tiết quan trọng như gá động cơ, mặt bích, bàn máy được tính toán kỹ lưỡng về khả năng chịu lực. Trục Z, nơi lắp động cơ spindle, được thiết kế đặc biệt để đảm bảo độ cứng vững, vì đây là bộ phận chịu lực cắt và rung động trực tiếp trong quá trình khoan. Quá trình lựa chọn và lắp ráp các linh kiện cơ khí như thanh trượt, vitme, ổ bi đều tuân theo các tiêu chuẩn kỹ thuật để đảm bảo chuyển động mượt mà và giảm thiểu ma sát, từ đó nâng cao hiệu suất và tuổi thọ của máy.

3.1. Lựa chọn kết cấu và vật liệu cho khung máy CNC mini

Khung máy được chế tạo từ nhôm định hình 20x20, kết nối bằng ke góc và con trượt rãnh. Lựa chọn này không chỉ đảm bảo độ cứng cần thiết mà còn cho phép điều chỉnh và nâng cấp dễ dàng. Bàn máy (trục Y) và gá trục X, Z được gia công từ nhôm tấm dày 4mm để tăng cường độ ổn định. Tài liệu gốc đã chỉ ra rằng việc sử dụng các vật liệu nhẹ nhưng bền như nhôm giúp giảm quán tính khi di chuyển, cho phép động cơ bước hoạt động hiệu quả hơn với gia tốc cao hơn mà không bị trượt bước. Toàn bộ thiết kế được tối ưu trên bản vẽ 3D máy khoan mạch Solidworks để đảm bảo tính khả thi và thẩm mỹ.

3.2. Phân tích cơ cấu truyền động Vitme bi và thanh trượt

Để đạt được độ chính xác cao, hệ thống truyền động sử dụng vitme bi T8 thay vì dây đai. Vitme bi có ưu điểm vượt trội về độ chính xác, độ lặp lại và khả năng chịu tải cao, đồng thời loại bỏ gần như hoàn toàn độ rơ (backlash). Các trục X, Y, Z được dẫn hướng bằng cặp thanh trượt tròn đường kính 8mm và con trượt vuông. Sự kết hợp này tạo ra một hệ thống chuyển động tuyến tính mượt mà, ma sát thấp và ổn định. Gối đỡ vitme (KP08) được sử dụng ở hai đầu để cố định trục vitme, ngăn chặn hiện tượng võng và rung lắc khi quay ở tốc độ cao, góp phần quan trọng vào việc duy trì độ chính xác của máy.

IV. Phương pháp xây dựng hệ thống điều khiển máy khoan CNC

Hệ thống điều khiển là bộ não của máy khoan mạch in tự động, có nhiệm vụ chuyển đổi các lệnh từ máy tính thành chuyển động cơ học chính xác. Khóa luận này lựa chọn giải pháp điều khiển mã nguồn mở, vừa tiết kiệm chi phí vừa có tính linh hoạt cao. Trung tâm của hệ thống là một bo mạch Arduino Uno, một vi điều khiển phổ biến và mạnh mẽ. Để giao tiếp và điều khiển các động cơ, Arduino Uno được kết nối với một board mạch mở rộng chuyên dụng là CNC Shield V3. Board mạch này cung cấp các khe cắm cho các module driver A4988, mỗi driver chịu trách nhiệm điều khiển một động cơ bước cho các trục X, Y, và Z. Lựa chọn driver A4988 là tối ưu cho các máy CNC mini vì khả năng hỗ trợ vi bước (micro-stepping) lên đến 1/16, giúp chuyển động của động cơ mượt mà hơn và tăng độ phân giải vị trí. Linh hồn của hệ thống điều khiển là firmware GRBL, một phần mềm mã nguồn mở hiệu suất cao được nạp vào Arduino. GRBL có nhiệm vụ phân tích và thực thi các dòng lệnh G-code được gửi từ máy tính, sau đó tạo ra các chuỗi xung STEP/DIR để điều khiển các driver A4988. Toàn bộ hệ thống điện tử này tạo thành một mạch điều khiển máy khoan CNC hoàn chỉnh, nhỏ gọn và hiệu quả, cho phép người dùng dễ dàng gửi file thiết kế từ máy tính và thực hiện quá trình khoan một cách hoàn toàn tự động.

4.1. Vai trò của vi điều khiển Arduino và CNC Shield V3

Trong đồ án máy khoan PCB này, Arduino Uno R3 đóng vai trò là bộ xử lý trung tâm, nhận dữ liệu G-code từ cổng USB và điều phối hoạt động của toàn bộ máy. CNC Shield V3 là một bo mạch mở rộng (shield) được cắm trực tiếp lên Arduino, giúp đơn giản hóa việc kết nối phần cứng. Nó cung cấp các cổng ra tiêu chuẩn cho 3-4 động cơ bước, các chân tín hiệu cho công tắc hành trình (limit switch), và các cổng điều khiển động cơ spindle. Việc sử dụng shield giúp hệ thống gọn gàng, giảm thiểu lỗi đi dây và dễ dàng thay thế, sửa chữa.

4.2. Kỹ thuật điều khiển động cơ bước với driver A4988

Động cơ bước là trái tim của chuyển động chính xác. Driver A4988 là cầu nối giữa tín hiệu logic 5V từ Arduino và dòng điện cao cần thiết để vận hành động cơ bước. Nó nhận tín hiệu STEP (xung bước) và DIR (hướng) từ Arduino (thông qua firmware GRBL) và chuyển đổi chúng thành các chuỗi dòng điện cấp cho các cuộn dây của động cơ. Một tính năng quan trọng của A4988 là khả năng điều khiển vi bước, chia một bước đầy đủ của động cơ thành nhiều bước nhỏ hơn (ví dụ: 1/16). Kỹ thuật này giúp giảm rung, tăng độ mịn của chuyển động và cải thiện đáng kể độ chính xác định vị của máy khoan.

V. Quy trình vận hành và đánh giá kết quả máy khoan mạch

Sau khi hoàn tất lắp ráp phần cứng và cài đặt phần mềm, quy trình vận hành và kiểm thử được tiến hành để đánh giá hiệu năng của máy khoan mạch in tự động. Quy trình bắt đầu bằng việc thiết kế mạch in trên một phần mềm chuyên dụng như Altium, Eagle hoặc Proteus, sau đó xuất file khoan (Drill file) hoặc file ảnh. File này được nhập vào phần mềm CAM như Aspire để tạo ra file G-code. Tiếp theo, máy tính được kết nối với mạch điều khiển máy khoan CNC qua cổng USB. Sử dụng một phần mềm điều khiển GRBL (như bCNC, UGS), người vận hành nạp file G-code, thiết lập gốc tọa độ (zeroing) cho phôi PCB trên bàn máy, và khởi động quá trình khoan. Trong quá trình máy hoạt động, phần mềm sẽ hiển thị trực quan đường đi của mũi khoan và tiến độ công việc. Kết quả thực nghiệm cho thấy máy hoạt động ổn định, các lỗ khoan được định vị chính xác theo bản vẽ. Theo như báo cáo khóa luận, độ chính xác định vị của máy đạt khoảng ±0.1mm, một con số rất tốt cho một máy CNC mini tự chế. Các ưu điểm chính của hệ thống được ghi nhận bao gồm chi phí thấp, tính tự động hóa cao, dễ sử dụng, và khả năng tùy biến linh hoạt nhờ vào nền tảng mã nguồn mở. Sản phẩm đã chứng minh được tính khả thi và hiệu quả, đáp ứng đầy đủ các mục tiêu đề ra ban đầu.

5.1. Các bước tạo và chạy chương trình G code thực tế

Quy trình lập trình G-code cho máy khoan bao gồm các bước: (1) Thiết kế mạch trên phần mềm EDA. (2) Xuất file thiết kế sang định dạng vector hoặc ảnh (.BMP). (3) Sử dụng phần mềm Aspire để nhập file, chọn loại mũi khoan, thiết lập độ sâu và tốc độ khoan, sau đó tạo và lưu file G-code (.tap, *.nc). (4) Kết nối máy CNC với máy tính, mở phần mềm điều khiển GRBL. (5) Gá đặt phôi PCB lên bàn máy. (6) Di chuyển thủ công đầu khoan đến điểm gốc (X=0, Y=0, Z=0) trên bề mặt phôi và thiết lập gốc tọa độ. (7) Nạp file G-code và nhấn nút bắt đầu để máy tự động thực hiện quá trình khoan.

5.2. Đánh giá độ chính xác và những bước tiến của đề tài

Kết quả thực hiện cho thấy các đường tiến dao của máy trên phôi đồng rất sắc nét và chính xác. So với các phương pháp thủ công, máy khoan tự động loại bỏ hoàn toàn sai số do con người, đảm bảo tính đồng nhất cho sản phẩm. Bước tiến lớn nhất của đề tài là đã xây dựng thành công một hệ thống khoan mạch tự động hoàn chỉnh với chi phí chỉ bằng một phần nhỏ so với các máy thương mại, đồng thời cung cấp một nền tảng học tập mở. Source code điều khiển máy khoan (firmware GRBL) có thể được tùy chỉnh, cho phép sinh viên thử nghiệm và cải tiến các thuật toán điều khiển, đây là một lợi thế giáo dục rất lớn.

VI. Kết luận và hướng phát triển cho đồ án máy khoan PCB

Khóa luận tốt nghiệp Thiết Kế Máy Khoan Mạch In Tự Động đã hoàn thành xuất sắc các mục tiêu đề ra. Dự án đã chế tạo thành công một nguyên mẫu máy CNC mini 3 trục, có khả năng khoan mạch in với độ chính xác cao, đáp ứng tốt nhu cầu học tập và nghiên cứu. Thông qua việc thực hiện đề tài, nhóm sinh viên đã củng cố và áp dụng thành công kiến thức từ nhiều lĩnh vực như thiết kế cơ khí với Solidworks, lập trình hệ thống nhúng với Arduino, và kỹ thuật điều khiển tự động. Sản phẩm cuối cùng không chỉ là một công cụ hữu ích mà còn là một minh chứng cho khả năng ứng dụng công nghệ mã nguồn mở để tạo ra các giải pháp kỹ thuật hiệu quả với chi phí thấp. Tuy đã đạt được những kết quả đáng khích lệ, đồ án máy khoan PCB vẫn còn nhiều tiềm năng để cải tiến và phát triển. Việc nâng cấp hệ thống cơ khí để tăng độ cứng vững, tối ưu hóa thuật toán điều khiển để tăng tốc độ gia công, hay tích hợp thêm các chức năng mới sẽ là những hướng đi hấp dẫn cho các nghiên cứu tiếp theo. Đề tài này đã đặt một nền móng vững chắc, mở ra nhiều cơ hội để phát triển thành các sản phẩm hoàn thiện hơn, có khả năng thương mại hóa hoặc phục vụ rộng rãi hơn trong cộng đồng giáo dục và DIY tại Việt Nam. Đây là một tài liệu tham khảo máy khoan CNC quý giá cho các sinh viên khóa sau.

6.1. Tổng kết các kết quả đạt được của khóa luận tốt nghiệp

Đề tài đã thành công trong việc: (1) Thiết kế và lắp ráp hoàn chỉnh một máy CNC mini khoan mạch 3 trục. (2) Xây dựng thành công mạch điều khiển máy khoan CNC dựa trên nền tảng Arduino và firmware GRBL. (3) Nắm vững quy trình từ thiết kế trên phần mềm EDA đến việc tạo G-code và vận hành máy. (4) Đạt được độ chính xác gia công đáp ứng yêu cầu khoan mạch in thông thường. (5) Tạo ra một mô hình học tập chi phí thấp, dễ tiếp cận cho sinh viên, góp phần nâng cao chất lượng đào tạo thực hành.

6.2. Đề xuất các hướng nâng cấp và cải tiến trong tương lai

Để nâng cao hiệu năng và tính năng của máy, các hướng phát triển trong tương lai có thể bao gồm: (1) Nâng cấp động cơ spindle lên loại công suất lớn hơn và có thể điều chỉnh tốc độ bằng phần mềm (PWM) để phay được cả bề mặt mạch. (2) Tích hợp hệ thống hút bụi để giữ khu vực làm việc sạch sẽ. (3) Lắp đặt camera để hỗ trợ việc định vị gốc tọa độ một cách chính xác và nhanh chóng hơn. (4) Nghiên cứu và phát triển chức năng tự động thay mũi khoan. (5) Cải tiến phần mềm điều khiển với giao diện thân thiện hơn và bổ sung các tính năng thông minh như tự động dò và bù trừ độ cong của phôi PCB.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Công nghệ điều khiển số bằng máy tính (Computer Numerical Control - CNC) ra đời từ cuối thế kỷ 20 và bắt đầu được ứng dụng rộng rãi tại Việt Nam trong khoảng một thập kỷ trở lại đây. Trong công nghiệp, máy CNC là công cụ không thể tách rời thuộc các dây chuyền gia công cơ khí từ bán tự động đến tự động hóa hoàn toàn. Xuất phát từ nhu cầu đào tạo thực hành bám sát thực tiễn sản xuất, Trường Đại học Công nghiệp TP.HCM và Khoa Công nghệ Điện (Khoa Điện - Điều khiển tự động) chú trọng nâng cấp hệ thống phòng thí nghiệm và xưởng thực hành. Tuy nhiên, việc trang bị các máy CNC công nghiệp nhập khẩu gặp rào cản lớn do chi phí đầu tư rất cao. Trước khi có mô hình thực tế, sinh viên chủ yếu tiếp cận máy CNC qua phần mềm mô phỏng trên máy tính, dẫn đến việc thiếu kỹ năng thao tác thực tế và khó tiếp thu bài học.

Từ thực trạng trên, nhóm tác giả thực hiện đề tài "Thiết kế máy khoan mạch in tự động" (trong phần tóm tắt đề cập là "Thiết kế máy phay mạch in tự động") nhằm chế tạo một mô hình máy CNC 3 trục quy mô nhỏ với giá thành thấp, tận dụng linh kiện sẵn có trong nước để phục vụ giảng dạy và thực hành gia công mạch in.

Nhiệm vụ và mục tiêu nghiên cứu của đề tài gồm 7 nội dung cụ thể:

1. Nghiên cứu tổng quan về công nghệ CNC và các dạng máy phay CNC hiện có.
2. Khảo sát chuẩn mã lệnh G-code tương thích với máy phay và chuẩn G-code xuất từ phần mềm Aspire.
3. Nghiên cứu các thuật toán nội suy cho máy CNC (nội suy chuyển động thẳng và chuyển động tròn).
4. Khảo sát cấu tạo và nguyên lý điều khiển động cơ bước (chế độ vị trí, vận tốc) cùng động cơ trục chính DC 795.
5. Nghiên cứu ứng dụng cơ cấu truyền động vít me và cơ cấu dẫn hướng trượt thẳng.
6. Thiết kế bản vẽ cơ khí 3D trên phần mềm SolidWorks, gia công và lắp ráp khung máy.
7. Xây dựng mạch điều khiển dùng vi điều khiển ATmega328P họ 8-bit trên nền Arduino Uno R3, bo mạch mở rộng CNC Shield V3, driver A4988, tích hợp firmware GRBL và phần mềm bCNC giao tiếp qua cổng USB.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

• Đối tượng: Cấu tạo máy CNC 3 trục, vi điều khiển ATmega328P, bo mở rộng CNC Shield V3, driver A4988, động cơ bước NEMA size 42, động cơ DC 795, thuật toán nội suy và quy trình xử lý mã lệnh G-code.
• Phạm vi và giới hạn: Đề tài giới hạn ở thiết kế, chế tạo mô hình máy gia công mạch in mini tại Trường Đại học Công nghiệp TP.HCM (năm 2019). Do điều kiện thời gian và kinh phí, việc đánh giá độ chính xác chỉ dừng lại ở tính toán lý thuyết và thông số tương đối trên bộ điều khiển, chưa tiến hành đo kiểm sai số tuyệt đối bằng thiết bị đo lường chuyên dụng.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết và mô hình áp dụng trong khóa luận bao gồm:

• Lý thuyết điều khiển số CNC: Khái niệm máy NC/CNC, chuyển đổi từ điều khiển logic cứng (điều khiển theo điểm, đoạn thẳng) sang điều khiển "mềm" theo đường biên có quan hệ hàm số giữa các tọa độ. Các đặc trưng kỹ thuật cơ bản gồm: mức độ tự động hóa cao, tính linh hoạt, khả năng tập trung nguyên công và gia công biên dạng phức tạp trên hệ tọa độ Descartes.
• Thuật toán nội suy quỹ đạo: Thuật toán Kenneth and Melvin Golberg phục vụ nội suy chuyển động thẳng và thuật toán tìm hướng phục vụ nội suy cung tròn.
• Nền tảng điều khiển nhúng GRBL: Hệ thống thông dịch mã G-code mã nguồn mở chạy trực tiếp trên vi điều khiển ATmega328P để điều khiển phát xung cho các trục chuyển động.

Phương pháp nghiên cứu thực tế gồm:

• Phương pháp phân tích - so sánh: So sánh đặc tính kỹ thuật giữa các loại động cơ dẫn động (động cơ bước, động cơ DC, động cơ Servo) và cơ cấu truyền động (vít me thường, vít me bi, bộ truyền đai răng GT) để lựa chọn phương án tối ưu cho mô hình mini.
• Phương pháp thiết kế và mô phỏng CAD: Sử dụng phần mềm SolidWorks để tính toán kích thước, thiết kế bản vẽ kỹ thuật cơ khí 3D của các cụm trục và khung máy.
• Phương pháp thực nghiệm: Chế tạo cơ khí từ phôi nhôm định hình; kết nối phần cứng vi điều khiển Arduino Uno R3, CNC Shield V3, driver A4988; nạp firmware GRBL; thiết lập thông số vận hành trên phần mềm bCNC và chạy thử nghiệm phay rãnh mạch in thực tế trên tấm phíp đồng.

Nguồn dữ liệu tham khảo được trích dẫn trong văn bản gồm giáo trình Sổ tay Công nghệ chế tạo máy (GS. Nguyễn Đắc Lộc), nghiên cứu về truyền động vít me bi của Lê Văn Uyển và Vũ Lê Huy, đồ án máy phay CNC 3 trục của Nguyễn Thế Chinh (ĐH Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM) cùng các tài liệu kỹ thuật về vi điều khiển ATmega328P, phần mềm Aspire và bCNC.

Thiết kế và triển khai

Hệ thống máy phay/khoan mạch in tự động được nhóm tác giả thiết kế và tích hợp đồng bộ giữa kết cấu cơ khí, mạch điện tử điều khiển và chuỗi phần mềm lập trình gia công.

Về kết cấu cơ khí và động học:

• Bố trí động học các trục: Nhóm lựa chọn giải pháp phôi di chuyển trên trục Y (bàn máy trượt dọc), cụm dụng cụ cắt di chuyển theo phương ngang trên trục X và phương thẳng đứng trên trục Z. Cấu hình này giúp giảm tải trọng đè lên trục X và Z, tối ưu độ cứng vững cho khung máy nhỏ.
• Vật liệu và linh kiện: Toàn bộ khung máy có kết cấu 95% bằng kim loại, sử dụng các thanh nhôm định hình kết hợp mặt bàn nhôm định hình. Hệ thống dẫn hướng sử dụng thanh trượt tròn T8 (đường kính 8 mm) kết hợp con trượt vuông. Bộ truyền động sử dụng trục vít me T8 bước ren 8 mm kết hợp gối đỡ để biến đổi chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến.

Về phần cứng điều khiển và cơ cấu chấp hành:

• Khối điều khiển trung tâm: Bo mạch Arduino Uno R3 tích hợp vi điều khiển 8-bit ATmega328P PU làm nhiệm vụ tiếp nhận mã lệnh G-code từ máy tính qua cổng USB và nạp sẵn firmware mã nguồn mở GRBL.
• Khối công suất: Bo mở rộng CNC Shield V3 gắn trực tiếp lên Arduino, kết hợp 3 module driver A4988 điều khiển 3 động cơ bước độc lập.
• Động cơ dẫn động: Động cơ bước loại lai hai pha (đơn cực), điện áp hoạt động 5V, dòng điện cực đại 2A, kích thước NEMA size 42 chiều dài 32 mm.
• Động cơ trục chính (Spindle): Sử dụng động cơ điện một chiều DC 795 mang đầu kẹp mũi khoan/phay mạch in.
• Cảm biến hành trình: Tích hợp các công tắc hành trình tại các đầu trục để phục vụ xác định vị trí gốc máy và chống va đập giới hạn cơ khí.

Bộ phận	Phương án lựa chọn trong đề tài	Ưu điểm thực tế theo ghi nhận của tác giả
Động cơ dẫn động trục	Động cơ bước 2 pha (5V, 2A, size 42 dài 32 mm)	Điều khiển vị trí không cần mạch hồi tiếp, giao tiếp số trực tiếp, giá thành rẻ
Động cơ trục chính	Động cơ một chiều DC 795	Momen xoắn lớn, tốc độ quay cao, kết cấu nhỏ gọn, giá rẻ
Cơ cấu truyền động	Trục vít me T8 bước 8 mm và gối đỡ	Độ chính xác đảm bảo, lực đẩy tốt, hạn chế độ rơ, dễ lắp đặt
Bộ điều khiển trung tâm	Arduino Uno R3 (ATmega328P họ 8-bit)	Tương thích firmware GRBL, kết nối USB thuận tiện với máy tính cá nhân
Bo điều khiển động cơ	CNC Shield V3 kết hợp driver A4988	Thiết kế dạng module gắn sẵn, dễ sửa chữa thay thế, hỗ trợ vi bước
Cơ cấu dẫn hướng	Thanh trượt T8 (d=8 mm) và con trượt vuông	Đảm bảo độ trượt êm, chịu lực tốt, định hình khung chuyển động thẳng

Chuỗi công cụ phần mềm và quy trình gia công:

1. Thiết kế mạch: Sử dụng phần mềm Proteus vẽ sơ đồ nguyên lý và layout mạch in PCB, sau đó xuất ra tệp định dạng PDF.
2. Xử lý ảnh: Chuyển đổi bản vẽ mạch in từ tệp PDF sang tệp hình ảnh định dạng bitmap (*.BMP).
3. Lập trình quỹ đạo dao trên Vectric Aspire: Nạp tệp ảnh .BMP vào Aspire, dùng công cụ vector hóa đường nét hình ảnh, thiết lập kích thước phôi theo các trục X, Y, Z. Chọn công cụ Toolpaths -> Profile Toolpaths để tính toán đường chạy dao, mô phỏng phay 2D và 3D, sau đó xuất tệp mã lệnh G-code (.gcode hoặc *.tap).
4. Vận hành qua phần mềm bCNC: Kết nối máy tính với máy CNC qua cổng USB. bCNC cung cấp giao diện nạp mã G-code, giám sát tọa độ thời gian thực, lưu đồ giải thuật truyền lệnh tuần tự đến GRBL và lưu đồ giải thuật điều khiển dịch chuyển thủ công từng trục (jogging).

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Giới thiệu

Trình bày bối cảnh phát triển công nghệ CNC tại Việt Nam, lý do lựa chọn đề tài xuất phát từ nhu cầu thiết bị thực hành tại Khoa Công nghệ Điện - Trường Đại học Công nghiệp TP.HCM. Xác định rõ mục tiêu nghiên cứu, đối tượng khảo sát và phạm vi giới hạn của đề tài đồ án tốt nghiệp.

Chương 2: Tổng quan về máy CNC

Cung cấp lịch sử hình thành máy NC và máy CNC. Trình bày các đặc trưng kỹ thuật cơ bản: tính tự động, tính linh hoạt trong sản xuất hàng loạt nhỏ, khả năng tập trung nguyên công, gia công biên dạng 3D phức tạp, hiệu quả kinh tế và các nhược điểm (chi phí đầu tư, yêu cầu bảo dưỡng cao). Khảo sát các mẫu máy trên thị trường gồm máy CNC 4060 và máy CNC mini 2535 Aluminium (kích thước hành trình X350, Y250, Z100 mm, nặng 30 kg, điều khiển qua cổng LPT bằng Mach3, giá thành trọn bộ khoảng 13.000.000 VNĐ).

Chương 3: Các phương án xây dựng mô hình máy CNC

Phân tích và so sánh các giải pháp kỹ thuật:

• Động cơ dẫn động: Đánh giá ưu nhược điểm giữa động cơ bước, động cơ DC và động cơ Servo. Kết luận lựa chọn động cơ bước lai 2 pha, nguồn 5V, dòng 2A.
• Bố trí động học: So sánh 3 phương án: phôi cố định; phôi di chuyển trên trục Y còn dụng cụ chuyển động theo trục X và Z; trục Z cố định còn phôi chuyển động trên X-Y. Nhóm chọn phương án phôi di chuyển trên trục Y, dao di chuyển trên X và Z.
• Cơ cấu truyền động: Phân tích vít me đai ốc thường, vít me bi và dây đai GT. Nhóm lựa chọn vít me dẫn hướng để tối ưu lực đẩy và độ chính xác.

Chương 4: Thuật toán nội suy

Trình bày cơ sở toán học của các chế độ dịch chuyển trong máy CNC. Phân tích nguyên lý chạy dao nhanh định vị (lệnh G00), thuật toán nội suy chuyển động thẳng Kenneth and Melvin Golberg (lệnh G01) và nguyên lý nội suy cung tròn (G02, G03) cùng giải thuật tìm hướng đường tròn.

Chương 5: Vi điều khiển ATmega328P PU

Khảo sát cấu trúc phần cứng của vi điều khiển 8-bit ATmega328P PU tích hợp trên bo mạch Arduino Uno R3, bao gồm sơ đồ phân bố chân, bảng thông số kỹ thuật. Giới thiệu cấu tạo, sơ đồ nối dây của bo mở rộng CNC Shield V3, sơ đồ ghép nối chân tương ứng với Arduino Uno, cách lắp đặt driver A4988, công tắc hành trình và mạch điều khiển cơ cấu chấp hành.

Chương 6: Động cơ bước và động cơ DC 795

Nêu cấu tạo, phân loại (đơn cực, lưỡng cực) và nguyên lý phát xung kích bước của động cơ bước. Khảo sát bảng tiêu chuẩn góc bước, chế độ điều khiển vi bước. Trình bày chi tiết thông số kỹ thuật của động cơ bước NEMA size 42 dài 32 mm và đặc tính tốc độ, momen xoắn của động cơ DC 795 dùng cho trục khoan/phay.

Chương 7: Thiết lập phần cứng

Trình bày quy trình tính toán và dựng mô hình cơ khí trên phần mềm SolidWorks. Đánh giá việc sử dụng vật liệu nhôm định hình, gối đỡ vít me T8 bước 8, thanh trượt tròn T8 (đường kính 8 mm), con trượt vuông và bàn nhôm định hình. Lập bảng thông số kỹ thuật, bảng thống kê chi tiết máy và công bố kết quả lắp ráp hoàn thiện máy CNC cùng bộ điều khiển.

Chương 8: Điều khiển và xuất file Gcode

Giới thiệu giao diện kết nối, giao diện vận hành và bảng thiết lập thông số trong phần mềm bCNC. Trình bày các lưu đồ giải thuật: hiển thị hình ảnh từ file G-code, lưu đồ truyền lệnh, lưu đồ nhập từng dòng lệnh và lưu đồ điều khiển bằng tay. Tổng hợp bảng mã lệnh G-code cơ bản theo chuẩn GRBL. Hướng dẫn chi tiết quy trình chuyển đổi bản vẽ mạch in từ Proteus sang file ảnh *.BMP, nhập vào Vectric Aspire, chuyển vector, tạo đường chạy dao Profile Toolpaths và xuất file G-code.

Chương 9: Đánh giá chung kết quả thực hiện

Trình bày kết quả chạy thử nghiệm chương trình G-code phay mạch in trên tấm phíp đồng. Đánh giá tính mới, tính sáng tạo của mô hình (kết nối USB qua laptop, sử dụng phần mềm mã nguồn mở, khung 95% kim loại hoạt động liên tục trong môi trường bụi bẩn). Đánh giá hiệu quả kinh tế (chi phí gia công thấp hơn nhiều so với máy thương mại 13.000.000 VNĐ) và giá trị xã hội đối với đào tạo thực hành. Đưa ra các hạn chế trong quá trình đo lường, kiến nghị nhà trường tiếp tục hỗ trợ và vạch ra hướng phát triển hệ thống.

Kết quả và đóng góp

Về kết quả thực nghiệm:

• Chế tạo và lắp ráp thành công mô hình máy CNC 3 trục hoàn chỉnh với khung máy 95% bằng kim loại, hoạt động ổn định và đáp ứng chuyển động 3 trục độc lập theo hệ tọa độ Descartes.
• Thiết lập giao tiếp điều khiển qua cổng USB tiện lợi bằng phần mềm bCNC trên laptop, loại bỏ hoàn toàn sự phụ thuộc vào máy tính để bàn có cổng song song LPT cồng kềnh như các dòng máy cũ (điển hình như dòng máy CNC mini 2535 Aluminium dùng Mach3).
• Chạy thử nghiệm thành công chương trình G-code xuất từ Aspire, tạo ra sản phẩm thực tế là các đường rãnh mạch in sắc nét, chính xác trên phím đồng (phíp đồng) như minh họa tại Hình 9.1 trong văn bản.

Về đóng góp và giá trị kỹ thuật, kinh tế:

• Tự chủ thiết kế phần cứng và tích hợp phần mềm mã nguồn mở (firmware GRBL, phần mềm bCNC), cho phép can thiệp, mở rộng và lập trình thêm các chức năng mong muốn mà các hệ thống máy thương mại đóng kín không hỗ trợ.
• Giảm thiểu kinh phí chế tạo nhờ tận dụng trang thiết bị gia công cơ khí sẵn có tại xưởng trường và thị trường linh kiện phổ thông trong nước, chi phí thực tế thấp hơn đáng kể so với mức giá bình quân 13.000.000 VNĐ của các dòng máy CNC mini thương mại trên thị trường.
• Đóng góp trực tiếp cho công tác đào tạo tại Khoa Điện - Điều khiển tự động: tạo ra mô hình trực quan giúp sinh viên kết hợp việc học lý thuyết với thực hành lập trình C++, thiết kế SolidWorks, tạo file G-code và vận hành gia công chi tiết thật.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của đề tài theo ghi nhận của tác giả:

• Nhóm chưa tiến hành đo lường độ chính xác tuyệt đối của máy mà chỉ đưa ra các thông số tương đối dựa trên tính toán lý thuyết nạp vào bộ điều khiển, nguyên nhân do việc đo sai số tuyệt đối phức tạp, phụ thuộc vào nhiều yếu tố ngoại cảnh như nhiệt độ môi trường, rung động cơ học và đặc tính vật liệu gia công.
• Kết cấu cơ khí sử dụng linh kiện phổ thông nên độ cứng vững ở mức trung bình, chủ yếu phù hợp gia công vật liệu mềm (phíp đồng, mạch in), chưa đáp ứng được yêu cầu cắt gọt kim loại nặng hoặc gia công các chi tiết có tải trọng lớn.

Hướng phát triển tiếp theo:

• Nâng cao độ cứng vững cơ học của toàn bộ khung máy.
• Cải tiến tốc độ và độ chính xác của các động cơ trục X, Y, Z cùng bộ truyền động nhằm tăng độ phân giải gia công.
• Hoàn thiện thuật toán tính toán và bù trừ sai số để máy có thể gia công ổn định các sản phẩm có biên dạng hình học 3D phức tạp.

Giá trị tham khảo

Tài liệu khóa luận có giá trị tham khảo thiết thực cho các nhóm đối tượng:

• Sinh viên các ngành Kỹ thuật Điện, Điều khiển và Tự động hóa, Cơ điện tử, Công nghệ Chế tạo máy đang thực hiện đồ án thiết kế hệ thống điều khiển số hoặc chế tạo máy CNC mini.
• Giảng viên phụ trách các môn học liên quan đến CAD/CAM, điều khiển logic, vi điều khiển và máy công cụ CNC cần mô hình thực hành chi phí thấp.

Các phần nội dung có giá trị tham khảo nổi bật trong văn bản:

• Quy trình phối hợp phần mềm đa bước: Proteus -> xuất PDF -> chuyển đổi ảnh bitmap *.BMP -> vector hóa trên Vectric Aspire -> xuất mã G-code tương thích GRBL.
• Các sơ đồ lưu đồ giải thuật điều khiển chi tiết trong Chương 8 (lưu đồ hiển thị hình ảnh, truyền lệnh, nhận lệnh từng dòng và điều khiển bằng tay).
• Phương pháp phối ghép phần cứng chuẩn giữa Arduino Uno R3, CNC Shield V3 và driver A4988.

Câu hỏi thường gặp

1. Hệ thống máy trong đồ án sử dụng cấu hình phần cứng điều khiển và động cơ nào? Hệ thống sử dụng bo mạch Arduino Uno R3 tích hợp vi điều khiển ATmega328P PU họ 8-bit nạp firmware GRBL, kết hợp bo mạch mở rộng CNC Shield V3 và các module driver A4988. Dẫn động 3 trục X, Y, Z là động cơ bước loại lai hai pha (5V, 2A, kích thước NEMA 42 dài 32 mm), trong khi trục chính (Spindle) sử dụng động cơ điện một chiều DC 795.

2. Đề tài bố trí phương án di chuyển giữa các trục tọa độ như thế nào và vì sao? Nhóm tác giả lựa chọn phương án: phôi gia công di chuyển theo trục Y (trên bàn trượt), dụng cụ cắt di chuyển theo trục X và trục Z. Phương án này giúp giảm tải trọng đè lên các trục dẫn hướng X và Z, giúp kết cấu trượt ổn định, ít rung lắc và phù hợp với mô hình máy thí nghiệm nhỏ gọn.

3. Quy trình tạo tệp G-code từ bản vẽ mạch in được thực hiện qua các bước nào? Bản vẽ mạch in thiết kế từ phần mềm Proteus được xuất ra tệp PDF, sau đó chuyển sang tệp ảnh định dạng .BMP. Tệp ảnh này được nạp vào phần mềm Vectric Aspire để chuyển đổi sang đồ họa vector, thiết lập thông số phôi X-Y-Z, tính toán đường chạy dao bằng công cụ Profile Toolpaths, mô phỏng phay 2D/3D và xuất thành tệp G-code (.gcode hoặc *.tap).

4. Thuật toán nội suy nào được nhóm tác giả khảo sát để điều khiển chuyển động thẳng của máy? Nhóm tác giả khảo sát và áp dụng thuật toán nội suy đường thẳng Kenneth and Melvin Golberg cho chuyển động thẳng (mã lệnh G01), kết hợp với thuật toán tìm hướng đường tròn phục vụ cho các chuyển động nội suy cung tròn (mã lệnh G02, G03).

5. Vì sao đồ án không công bố số liệu về sai số và độ chính xác tuyệt đối của máy? Theo giải trình của nhóm tác giả trong Chương 9, việc đo lường độ chính xác tuyệt đối đòi hỏi quy trình phức tạp do phụ thuộc vào nhiều thông số ngoại cảnh như độ rung động cơ học khi vận hành, biến thiên nhiệt độ và tính chất cơ lý của vật liệu gia công. Do đó, nhóm chỉ thiết lập và đưa ra các thông số tương đối dựa trên tính toán lý thuyết nạp vào bộ điều khiển.

Kết luận

Khóa luận tốt nghiệp "Thiết kế máy khoan mạch in tự động" của nhóm sinh viên Khoa Công nghệ Điện - Trường Đại học Công nghiệp TP.HCM đã hoàn thành trọn vẹn việc thiết kế, chế tạo và thử nghiệm thành công mô hình máy CNC 3 trục mini. Hệ thống kết hợp cơ cấu khung kim loại vững chắc, truyền động vít me T8 với bộ điều khiển Arduino Uno R3, CNC Shield V3, driver A4988 và firmware mã nguồn mở GRBL giao tiếp qua cổng USB. Kết quả thử nghiệm phay rãnh mạch in trên tấm phíp đồng chứng minh tính khả thi của mô hình, mang lại giải pháp thiết bị thực hành tự chế tạo có chi phí thấp, đóng góp thiết thực cho công tác đào tạo kỹ thuật tại nhà trường.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Đặt vấn đề CNC là từ viết tắt cho Computer Numerical Control (điều khiển bằng máy tính) đề cập đến việc điều khiển bằng máy tính các máy móc khác với mục đích sản xuất (có h treh dic bah xa bihh ch huyeh lam bihh tihh tuyeh puchghieu pua kihh te xah xuat eay mic euc eae ho hohg dah tre tính lập lại) các bộ phận cơ khí (hay các vật liệu khác) phức tạp, bằng cách sử dụng các h treh dic bah xa bihh ch huyeh lam bihh tihh tuyeh puchghieu pua kihh te xah xuat eay mic euc eae ho hohg dah tre chương trình viết bằng kí hiệu chuyên biệt hay còn gọi là các ngôn ngữ lập trình. Trên 13, 20249:42:38 PM9:42:38 thế giới, công nghệ PM77Thursday, JuneCNC 13, phát triển từ cuối 20249:42:38 thế kỷ 20, PM77Thursday, PM9:42:38 nhưng chỉ bắt đầuJune phổ 13, 20249:42: biến h treh dic bah xa bihh chởhuyeh nước ta lamtrong bihhkhoảng 10 năm tihh tuyeh trở lại đây. puchghieu puaMáy kihhCNC xuất te xah hiện xuat đã mic eay nhanh eucchóng eae ho hohg dah tre thay đổi việc sản xuất công nghiệp. Trong các công ty, xí nghiệp lớn, vừa và nhỏ, đều h treh dic bah xa bihh ch huyeh lam bihh tihh tuyeh puchghieu pua kihh te xah xuat eay mic euc eae ho hohg dah tre cần máy CNC trong các dây truyền sản xuất thủ công, bán thủ công và tự động.

Nắm bắtch h treh dic bah xa bihh tình hình lam huyeh phát bihh truyển ngoài tihh nước tuyeh cũng như pua puchghieu trongkihh nướcteviệc xahđào tạoeay xuat nhân lựceuc mic bámeae sát ho hohg dah tre với nhu cầu thực tế, có kinh nghiệm là vô cùng quan trọng. Vì thế trường ĐH Công h treh dic bah xa bihh ch huyeh lam bihh tihh tuyeh puchghieu pua kihh te xah xuat eay mic euc eae ho hohg dah tre Nghiệp TP.HCM chú trọng đầu tư phát truyển hạ tầng cơ sở, trang thiết bị, phòng thí nghiệm, các mô hình thực nghiệm hiện đại. Đó là nền tảng xây dựng và đào tạo chất lượng nguồn nhân lực cho đất nước, trong thời đại công nghiệp hóa- hiện đại hóa đất nước. Trong việc giảng dạy của khoa Điện-Điều khiển tự động nói chung với trường h treh dic bah xa bihh ch huyeh lam bihh tihh tuyeh puchghieu pua kihh te xah xuat eay mic euc eae ho hohg dah tre ĐH Công Nghiệp TP.HCM nói riêng cần một số lượng lớn máy CNC phục vụ cho công việc h treh dic bah xa bihh chgiảng huyehdạy.

lamMà chi tihh bihh phí mua máy tuyeh CNC khá pua puchghieu là đắtkihh đỏ, te vớixah những xuatmong eay muốn thiết mic euc eaekế ho hohg dah tre ra những máy CNC kinh phí đầu tư thấp hơn, vẫn đáp ứng các nhu cầu thực hành của h treh dic bah xa bihh ch huyeh lam bihh tihh tuyeh puchghieu pua kihh te xah xuat eay mic euc eae ho hohg dah tre c euc eae ho hohg dah treh dic bah xa bihh ch huyeh lam bihh tihh tuy sinh viên cũng như giải quyết những vấn đề đặt ra của phòng thực tập CNC, để giải h treh dic bah xa bihh ch huyeh lam bihh tihh tuyeh puchghieu pua kihh te xah xuat eay mic euc eae ho hohg dah tre quyết mong muốn đó, nhóm nghiên cứu đi đến thực hiện đề tài “Thiết kế máy khoan mạch in tự động”.2 Mục tiêu nghiên cứu Đề tài là một tổng thể hoàn chỉnh, kết hợp giữa các kiến thức chuyên ngành về: cơ khí, điện tử, tin học,thiết kế và lý thuyết điều khiển…xây dựng một mô hình thực hành CNC. Tìm hiểu về công nghệ CNC gồm: h treh dic bah xa bihh ch huyeh lam bihh tihh tuyeh puchghieu pua kihh te xah xuat eay mic euc eae ho hohg dah tre  Nghiên cứu về các dạng của máy phay CNC.