Nghiên cứu thiết kế và chế tạo mô hình máy phay CNC mini gia công board mạch in PCB

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1. Năng lực sản xuất ............................................................................... 11
Bảng 2.2. Năng lực sản xuất mạch in một lớp .................................................... 14
Bảng 2.3. Năng lực sản xuất mạch in hai lớp hoặc nhiều lớp............................. 15
Bảng 4.1. Một vài thông số của Arduino UNO R3 ............................................. 59


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 2.1. Mạch in thiết kế ..................................................................................... 4
Hình 2.2. Mạch in sau khi in ra giấy ..................................................................... 5
Hình 2.3. Mặt đồng sau khi chà giấy nhám .......................................................... 5
Hình 2.4. Áp mặt in vào bo đồng .......................................................................... 6
Hình 2.5. Mạch in sau khi ủi và lột ra ................................................................... 6
Hình 2.6. Pha muối rửa và cho mạch in vào ......................................................... 7
Hình 2.7. Mạch in sau khi ngâm và rửa sạch bằng nước ...................................... 7
Hình 2.8. Bảo vệ mạch in không bị oxi hóa .......................................................... 7
Hình 2.9. Mạch in hoàn chỉnh ............................................................................... 8
Hình 2.10. Dung dịch 𝐹𝑒𝐶𝑙3 sau khi rửa mạch in ................................................ 9
Hình 2.11. Nhà máy sản xuất bo mạch ............................................................... 14
Hình 2.12. Bảng mạch in PCB và các linh kiện gắn trên bo mạch. .................... 16
Hình 2.13. Sản phẩm mạch in 2 lớp .................................................................... 16
Hình 2.14. Máy CNC dùng trong công nghiệp ................................................... 17
Hình 2.15. Sơ đồ cấu tạo các bộ phận chính của một máy phay CNC ............... 19
Hình 2.16. Hình dáng chung bên ngoài của một số máy phay CNC .................. 19
Hình 2.17. Cấu tạo của máy phay CNC 3 trục khi bỏ vỏ che ............................. 20
Hình 2.18. Cấu tạo khung máy phay CNC ......................................................... 20
Hình 2.19. Quy ước hệ tọa độ gia công trên bề mặt vật liệu .............................. 21
Hình 2.20. Máy phay CNC trong công nghiệp ................................................... 24
Hình 2.21. PCB được gia công bằng công nghệ phay CNC ............................... 24
Hình 2.22. Máy cắt CNC..................................................................................... 25
Hình 2.23. Bo mạch trước (trái) và sau (phải) khi cắt CNC ............................... 25

Hình 4.1. Sơ đồ nguyên lý................................................................................... 29
Hình 4.2. Hệ trục tọa độ theo quy tắc bàn tay phải ............................................. 30
Hình 4.3. Kích thước thiết kế của mô hình ......................................................... 31
Hình 4.4. Nhôm định hình 2020.......................................................................... 32
Hình 4.5. Nhựa PVC dạng tấm ........................................................................... 32
Hình 4.6. Con trượt ............................................................................................. 33
Hình 4.7. Trục trơn .............................................................................................. 33


Hình 4.8. Vít-me và đai ốc .................................................................................. 34
Hình 4.9. Cấu tạo và nguyên lý của động cơ bước ............................................. 36
Hình 4.10. Biểu đồ vận tốc của hệ thống trong một chu kì hoạt động thông
thường.................................................................................................................. 36
Hình 4.11. Khối lượng tải tác dụng lên trục động cơ (trục X) ............................ 39
Hình 4.12. Lực ma sát của thanh dẫn hướng tác động lên trục động cơ (trục X)
............................................................................................................................. 40
Hình 4.13. Khối lượng của tải tác dụng lên trục động cơ (trục Y) ..................... 41
Hình 4.14. Lực ma sát của thanh dẫn hướng tác động lên trục động cơ (trục Y)
............................................................................................................................. 42
Hình 4.15. Khối lượng của tải tác dụng lên trục động cơ (trục Z)...................... 43
Hình 4.16. Lực ma sát của thanh dẫn hướng tác động lên trục động cơ (trục Z) 44
Hình 4.17. Động cơ bước NIDEC SERVO KH42KM2R015E .......................... 45
Hình 4.18. Động cơ bước STP - 43D2033 .......................................................... 46
Hình 4.19. Động cơ phay DC 775 150W ............................................................ 47
Hình 4.20. Gối đỡ trục bạc đạn T8 (trái) và Ke góc vuông (phải)...................... 48
Hình 4.21. Gá đai ốc vít me ................................................................................ 48
Hình 4.22. Gá kẹp phôi CNC .............................................................................. 48
Hình 4.23. Gá động cơ DC 775 ........................................................................... 49
Hình 4.24. Đầu kẹp mũi khoan ER11(trái) và Collect (phải) ............................. 49
Hình 4.25. Mũi khắc CNC 0.1mm (trái) và Mũi phay viền (phải) ..................... 49

Hình 4.26. Mũi khoan CNC ................................................................................ 50
Hình 4.27. Khớp nối cứng ................................................................................... 50
Hình 4.28. Bulong - ốc vít ................................................................................... 50
Hình 4.29. Ke sắt chữ L ...................................................................................... 50
Hình 4.30. Mô hình thiết kế 3D các chi tiết trên trục X ..................................... 51
Hình 4.31. Mô hình thiết kế 3D các chi tiết trên trục Y ..................................... 51
Hình 4.32. Mô hình thiết kế 3D các chi tiết trên trục Z ...................................... 51
Hình 4.33. Mô hình thiết kế 3D máy phay CNC mini ........................................ 52
Hình 4.34. Mô hình thực tế máy phay CNC mini ............................................... 52
Hình 4.35. Động cơ bước gắn trên các trục X(trái) Y(giữa) Z(phải).................. 54
Hình 4.36. Động cơ trục chính (Động cơ DC 775 gắn theo trục Z) ................... 54


Hình 4.37. Công tắc hành trình ........................................................................... 55
Hình 4.38. Các mạch điều khiển (Arduino UNO + CNC Shield V3 + A4988) . 55
Hình 4.39. Module điều khiển động cơ............................................................... 55
Hình 4.40. Bộ nguồn 220VAC - 12VDC 20A .................................................... 56
Hình 4.41. Quạt tản nhiệt 12VDC 0.15A ............................................................ 56
Hình 4.42. Các loại công tắc ON/OFF ................................................................ 56
Hình 4.43. Dây xoắn ruột gà (trái) và xích nhựa luôn dây (phải) ....................... 57
Hình 4.44. Jack cắm (trái) và dây cắm (phải) điện 220V ................................... 57
Hình 4.45. Cáp USB kết nối Arduino (trái) và Dây BUS (phải) ........................ 57
Hình 4.46. Arduino UNO R3 .............................................................................. 60
Hình 4.47. Vi điều khiển ATmega328 ................................................................ 61
Hình 4.48. Module CNC Shield V3 .................................................................... 63
Hình 4.49. Module driver A4988 ........................................................................ 64
Hình 4.50. Module điều khiển động cơ DC 10V-60V 20A ................................ 65
Hình 4.51. Sơ đồ kết nối các phần cứng của bộ điều khiển máy CNC ............... 65
Hình 4.52. Hình thực tế của bộ điều khiển máy CNC ........................................ 66
Hình 4.53. Phần mềm Proteus 8 Professional v8.1 SP1 ..................................... 66

Hình 4.54. Phần mềm Vectric Aspire 8.5 ........................................................... 67
Hình 4.55. Giao diện phần mềm bCNC V9.8 ..................................................... 68
Hình 4.56. Lắp ráp các chi tiết phần cơ .............................................................. 71
Hình 4.57. Kết nối các phần điện ........................................................................ 71
Hình 4.58. Hoàn thiện mô hình ........................................................................... 72
Hình 4.59. Thiết kế mạch in trên phần mềm Protes 8.5...................................... 72
Hình 4.60. Mạch in được xuất ra dưới dạng file *.bmp ...................................... 73
Hình 4.61. Thiết lập chương trình chạy dao trên phần mềm Aspire 8.5 ............ 73
Hình 4.62. Gá board đồng vào bàn máy ............................................................. 74
Hình 4.63. Mở chương trình thiết lập chạy dao trên bCNC 9.8 ......................... 74
Hình 4.64. Dò bề mặt phôi và tiến hành gia công............................................... 74
Hình 4.65. Gia công các đường mạch trên board đồng ...................................... 75
Hình 4.66. Sản phẩm PCB sau khi gia công ....................................................... 75
Hình 4.67. Kết quả khảo nghiệm ........................................................................ 76
Hình 4.68. Các kết quả khảo nghiệm khác ......................................................... 76


BẢNG CHÚ GIẢI NHỮNG CỤM TỪ VIẾT TẮT
Từ viết tắt

Chú giải

PCB

Bo mạch in (tiếng Anh: Printed Circuit Board).

CNC

Điều khiển bằng máy tính (tiếng Anh: Computer
Numerical Control).

PWM

Điều chế độ rộng xung (tiếng Anh: Pulse-width
modulation).


MỤC LỤC
PHẦN 1. MỞ ĐẦU ............................................................................................... 1
1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ ................................................................................................ 1
1.2. MỤC TIÊU ĐỀ TÀI....................................................................................... 2
1.2.1. Mục tiêu chung ............................................................................................ 2
1.2.2. Mục tiêu cụ thể ........................................................................................... 2
1.3. Ý NGHĨA CỦA ĐỀ TÀI................................................................................ 3
1.4.1. Ý nghĩa khoa học......................................................................................... 3
1.4.2. Ý nghĩa thực tiễn ......................................................................................... 3
PHẦN 2. TỔNG QUAN NGHIÊN CỨU ............................................................. 4
2.1. TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH THIẾT KẾ, GIA CÔNG BOARD MẠCH
IN PCB .................................................................................................................. 4
2.1.1. Tổng quan về tình hình thiết kế, gia công board mạch in PCB bằng
phương pháp thủ công ........................................................................................... 4
2.2.2. Tổng quan về tình hình sản xuất PCB công nghiệp .................................... 9
2.2. TỔNG QUAN VỀ MÁY CNC .................................................................... 17
2.2.1. Khái niệm máy CNC ................................................................................. 17
2.2.2. Giới thiệu sơ lược về máy CNC ................................................................ 18
2.2.3. Cấu tạo chung và nguyên lý gia công của máy phay CNC....................... 19
2.2.4. Phân loại máy CNC ................................................................................... 21
2.2.5. Ưu, nhược điểm công nghệ máy CNC ...................................................... 22
2.2.6. Các đặc trưng của máy CNC gia công mạch in PCB ............................... 23
2.2.7. Ứng dụng của CNC trong sản xuất mạch in PCB ..................................... 24

PHẦN 3. ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI NGHIÊN CỨU, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG
PHÁP NGHIÊN CỨU ......................................................................................... 26
3.1. ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI NGHIÊN CỨU................................................... 26
3.1.1. Đối tượng nghiên cứu................................................................................ 26
3.1.2. Phạm vi nghiên cứu ................................................................................... 26
3.2. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ........................................................................ 26
3.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................................................ 26
3.3.1. Phương pháp nghiên cứu tài liệu............................................................... 26
3.3.2. Phương pháp thu thập thông tin ................................................................ 26


3.3.3. Phương pháp nghiên cứu lý thuyết ........................................................... 27
3.3.4. Phương pháp thiết kế mô phỏng ............................................................... 27
3.3.5. Phương pháp thực nghiệm ........................................................................ 27
PHẦN 4. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN .................................. 28
4.1. XÁC ĐỊNH NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CHO MẪU MÁY ....................... 28
4.1.1. Yêu cầu thiết kế hệ thống .......................................................................... 28
4.1.2. Nguyên lý hoạt động của máy................................................................... 28
4.1.3. Các thành phần chính của máy................................................................. 29
4.2. TÍNH TOÁN THIẾT KẾ MÔ HÌNH CỦA MÁY ....................................... 30
4.2.1. Phân tích chọn phương án, kích thước và quy mô của mô hình ............... 31
4.2.2. Tính toán thiết kế các thành phần của máy ............................................... 32
4.2.3. Tính toán lựa chọn động cơ....................................................................... 35
4.2.4. Xây dựng mô hình 3D và chế tạo, lắp ráp................................................. 51
4.3. THIẾT KẾ PHẦN ĐIỀU KHIỂN ................................................................ 53
4.3.1. Yêu cầu hoạt động tự động của máy ......................................................... 53
4.3.2. Các thành phần của hệ thống .................................................................... 54
4.3.3. Phân tích chọn lựa phương án điều khiển ................................................. 57
4.3.4. Thiết kế điều khiển kết nối máy tính......................................................... 58
4.3.5. Giới thiệu về phần điều khiển ................................................................... 59

4.3.6. Sơ đồ kết nối phần cứng ............................................................................ 65
4.3.7. Các phần mềm cần dùng ........................................................................... 66
4.3.8. Chương trình điều khiển............................................................................ 69
4.4. LẮP RÁP HOÀN THIỆN MÔ HÌNH VÀ KHẢO NGHIỆM ..................... 71
4.4.1. Lắp ráp hoàn thiện mô hình ...................................................................... 71
4.4.2. Khảo nghiệm mô hình ............................................................................... 72
4.4.3. Kết quả khảo nghiệm và thảo luận ............................................................ 75
PHẦN 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ ................................................................. 78
5.1. KẾT LUẬN .................................................................................................. 78
5.2. ĐỀ NGHỊ...................................................................................................... 78
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................... 79
DANH SÁCH PHỤ LỤC.................................................................................... 82


PHẦN 1. MỞ ĐẦU
1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Trong thế kỷ XXI, sự xuất hiện và phát triển PCB đã mang lại những cải
cách lớn trong ngành công nghiệp điện tử, đã thúc đẩy mạnh mẽ việc thay thế
các sản phẩm điện tử. Vậy PCB là gì, đâu là lợi thế của sự phát triển nhanh
chóng của nó?
PCB là viết tắt của bảng mạch in tiếng Anh - Printed Circuit Board, tiếng
Việt được dịch theo nghĩa là bo mạch in hay còn được gọi là board mạch in.
Bảng mạch in trên bề mặt cách điện, và lỗ lắp được định hình ở vị trí được xác
định trước, và các miếng đệm để lắp ráp và hàn các linh kiện điện tử và dây nối
được sắp xếp để thực hiện kết nối điện giữa các thành phần và bảng lắp ráp.
Bảng mạch nhận ra các chức năng thiết kế dự định.
PCB có thể nhận ra kết nối điện giữa mỗi thành phần trong mạch, thay thế
dây dẫn phức tạp, đã giảm số lượng công việc nối dây theo cách truyền thống, đã
đơn giản hóa việc hàn, lắp ráp, gỡ lỗi công việc của sản phẩm điện tử. Ngày nay,
khối lượng sản phẩm điện tử đã giảm, chi phí sản phẩm đã giảm, độ tin cậy và

chất lượng sản phẩm của các thiết bị điện tử đã được cải thiện. Với khả năng thay
đổi đơn vị sản phẩm tốt, nó có thể áp dụng thiết kế tiêu chuẩn hóa, có lợi cho việc
cơ giới hoá hàn và tự động hóa sản xuất, nâng cao hiệu quả sản xuất. Các thành
phần của thiết bị có tính chất cơ học tốt và tính chất điện, cho phép các thiết bị
điện tử đạt được sản xuất dây chuyền lắp ráp, sao cho bảng mạch in được lắp ráp
và gỡ lỗi như một phụ tùng tạo điều kiện cho việc trao đổi và bảo trì toàn bộ sản
phẩm. Đó là vì những lợi thế chính của PCB, PCB đã được sử dụng rộng rãi trong
sản xuất các sản phẩm điện tử. Nếu không có PCB, không có sự phát triển nhanh
chóng của ngành công nghiệp thông tin điện tử hiện đại [21].
Máy CNC là một máy chuyên dụng quan trọng trong sản xuất hàng loạt
tại các phân xưởng mạch in PCB, SMT. Được sử dụng nhi��n hỗ trợ hoạt động trên nhiều nền tảng khác nhau.
bCNC - Phần mềm Điều khiển máy CNC bằng lệnh G-code
bCNC cung cấp các tính năng hỗ trợ người dùng loại bỏ các thành phần,
cắt vật thể với độ chính xác lên tới hàng thập phân, chuyển đổi các hồ quang
(G2 và G3) sang các phân đoạn và xóa các khoảng trắng trong project [14].

Hình 4.55. Giao diện phần mềm bCNC V9.8
Các tính năng chính của bCNC:
• Gửi lệnh G-code tới máy CNC.
• Hỗ trợ hệ điều hành windown, OS X, Linux, Raspberry Pi.
• Giao diện người dùng đơn giản, sử dụng ngôn ngữ tiếng việt với phiên
bản việt hóa bCNC V9.8.
68


• Cắt vật thể với độ chính xác cao.
4.3.8. Chương trình điều khiển
4.3.8.1. Chương trình điều khiển giữa phần mềm bCNC và máy CNC
a) Tính toán chọn số xung cấp cho động cơ
 Lệnh $100, $101, $102: chọn số xung cấp cho động cơ tương ứng với

di chuyển thẳng 1mm.
Do động cơ bước chuyển động xoay (mỗi xung cấp cho động cơ sẽ xoay 1
góc - gọi là 1 bước), chúng ta sẽ dùng các cơ cấu như chuyển động đai kéo, vítme..để chuyển đổi chuyển động xoay này thành chuyển động thẳng, các thông
số này là trung gian cho các chuyển đổi đó.
Cách tính thông số:
Số xung = [(số vi bước) x (số xung động cơ xoay 1 vòng) / (kiểu chuyển
động)] x bộ giảm tốc (nếu có)
(4 - 12)
Trong đó:
• Số vi bước: là khả năng chạy vi bước của động cơ mà bạn thiết lập (với
DRV8825 cao nhất là vi bước 32, với A4988 và TB6560 cao nhất là 16)
• Số xung động cơ xoay 1 vòng: với động cơ có bước là 1.8 độ thì để
xoay được 1 vòng (360 độ) nó cần số xung là: 3600/1.8 = 200 xung.
• Kiểu chuyển động:
- Với chuyển động sử dụng bánh đai – dây đai GT2 = số răng trên Puli x2.
- Với chuyển động sử dụng vít-me = bước vít-me.
• Bộ giảm tốc: nếu động cơ gắn trực tiếp vào cơ cấu chuyển động thẳng
thì giá trị này bằng 1, nếu sử dụng bộ giảm tốc với độ giảm bao nhiêu lần thì số
xung sẽ phải nhân lên bấy nhiêu lần.
Tính toán số xung cấp cho động cơ bước để di chuyển 1mm, dựa vào
công thức (4.12) ta có:
Tính toán số xung cấp cho động cơ bước để di chuyển 1mm:
Máy CNC sử dụng động cơ bước 1.8 độ, driver A4988 chọn vi bước là 16
và không sử dụng giảm tốc.
Chuyển động trên trục X và Y gắn với vít-me T8-8:
số xung =

16.200
8

= 400

Chuyển động trên trục Z gắn với vít-me T8-2:
số xung =

16.200
2

= 1600
69


 Lệnh $110, $111, $112: chọn tốc độ di chuyển lớn nhất cho các trục X,
Y, Z tương ứng.
 Lệnh $120, $121, $122: chọn gia tốc di chuyển lớn nhất cho các trục
X, Y, Z tương ứng.
 Lệnh $130, $131, $132: chọn hành trình gia công (vùng không gian
cho phép làm việc) [11].
Lưu ý:
Nên chọn sao cho động cơ chạy ổn định (riêng động cơ trục Z không nên
chọn chạy quá nhanh).
Nếu chọn gia tốc nhỏ sẽ khó đạt tốc độ tối đa, nhưng chọn cao quá khi
chạy động cơ dễ bị sốc hoặc trượt bước.
b) Các lệnh cần nhập vào phần mền bCNC
Sau khi tính toán số xung cần thiết cho động cơ để nhập vào phần mềm
bCNC và qua nhiều lần khảo nghiệm hoạt động thực tế của máy em đã chọn lọc
được các thông số như sau:
$100 = 400
$101 = 400
$102 = 1600

$110 = 700
$111 = 700
$112 = 400
$120 = 70
$121 = 70
$122 = 40
Lưu ý: $130, $131, $132 không cần dùng vì trong quá trình xuất G-code
từ phần mềm Aspire đã chọn vùng làm việc.
4.3.8.2. Chương trình điều khiển giao tiếp giữa máy vi tính và máy CNC
Chương trình điều khiển Arduino sử dụng để điều khiển “máy phay CNC
3 trục” đòi hỏi độ chính xác rất cao. Code chương trình đã được nguyên cứu và
thử nghiệm thành công.
Đề tài đã sử dụng phần mềm Arduino V1.6.7 để lập trình cho hệ thống có
code thể hiện trong phụ lục 2.

70


4.4. LẮP RÁP HOÀN THIỆN MÔ HÌNH VÀ KHẢO NGHIỆM
4.4.1. Lắp ráp hoàn thiện mô hình
Thực hiện lắp ráp các chi tiết khung máy và các cơ cấu liên quan thể hiện
trên hình 4.56.

Hình 4.56. Lắp ráp các chi tiết phần cơ
Thiết kế bộ điều khiển với kết nối các cơ cấu tác động như hình 4.57.

Hình 4.57. Kết nối các phần điện

71

Hoàn thiện mô hình và kết nối máy CNC với máy tính qua cổng USB

Hình 4.58. Hoàn thiện mô hình
4.4.2. Khảo nghiệm mô hình
Quá trình thực hiện và vận hành máy phay CNC mini để gia công board
mạch in, tôi đã tiến hành thực hiện và khảo nghiệm qua các bước như sau:
- Bước 1: Thiết kế và xuất mạch in trên Proteus dưới dạng file *.bmp.

Hình 4.59. Thiết kế mạch in trên phần mềm Protes 8.5

72


Hình 4.60. Mạch in được xuất ra dưới dạng file *.bmp
- Bước 2: Thiết lập chương trình điều khiển và xuất file G-code trên Aspire.

j

jjjj

a) Mở file mạch in

b) Tạo đường cắt dao

a)

b)

c) Mô phỏng sản phẩm

d) Lưu chương trình chạy dao

Hình 4.61. Thiết lập chương trình chạy dao trên phần mềm Aspire 8.5

73


- Bước 3: Gá board đồng vào bàn máy và lắp mũi phay vào động cơ phay.

Hình 4.62. Gá board đồng vào bàn máy
- Bước 4: Mở file G-code từ Aspire bằng phần mềm bCNC.

Hình 4.63. Mở chương trình thiết lập chạy dao trên bCNC 9.8
- Bước 5: Thực hiện dò bề mặt board đồng.

Hình 4.64. Dò bề mặt phôi và tiến hành gia công
74


- Bước 6: Tiến hành chạy chương trình.

Hình 4.65. Gia công các đường mạch trên board đồng
- Bước 7: Kết thúc chương trình, lấy sản phẩm.

Hình 4.66. Sản phẩm PCB sau khi gia công
4.4.3. Kết quả khảo nghiệm và thảo luận
4.4.3.1. Kết quả khảo nghiệm:
• Lần 1: Hình 4.67.a, sản phẩm bị lỗi không cắt đều các đường nét mạch in.
• Lần 2: Hình 4.67.b, sản phẩm đường nét mỏng, bị dính đường mạch.

• Lần 3: Hình 4.67.c, sản phầm cắt đều và sắc nét.
75


a)

b)

c)

Hình 4.67. Kết quả khảo nghiệm
4.4.3.2. Nhận xét:
• Lần 1: Bề mặt phôi không cân bằng, do chỗ thấp chỗ cao gây nên hiện
tượng hở dao, làm đứt nét mạch phay theo vùng.
• Lần 2: Lắp kẹp điện dò bề mặt phôi, đường cắt đều nhưng đường cắt
còn cạn và mỏng với độ sâu ăn dao 0.1mm dẫn đến các đường mạch còn bị dính.
• Lần 3: Thực hiện dò bề mặt phôi và tăng độ ăn dao lên 0.2mm, bề mặt
phôi được cắt đều và rõ nét mạch in.
Qua nhiều lần thử nghiệm tôi đã tiến hành thực hiện dò bề mặt và sử dụng
độ ăn dao là 0.2mm cho máy phay mạch in PCB với các kết quả như hình 4.68.

Hình 4.68. Các kết quả khảo nghiệm khác
76


4.4.3.3. Kết luận chung:
- Các sản phẩm tạo ra cho kết quả hoàn toàn giống nhau
- Máy hoạt động ổn định và đảm bảo được các yêu cầu đặt ra
4.4.3.4. Một số khuyến cáo khi sử dụng:
- Kiểm tra hành trình làm việc trên bàn máy trước khi tiến hành gia công

sản phẩm.
- Khi máy đang chạy được không tự ý đưa tay vào.
- Không tự ý dừng máy khi đang gia công.
- Sau khi gia công phải vệ sinh máy sạch sẽ.

77


PHẦN 5. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
5.1. KẾT LUẬN
Qua quá trình thực hiện đề tài “Nghiên cứu thiết kế và chế tạo mô hình
máy phay CNC mini gia công board mạch in PCB” tôi đã thực hiện được các nội
dung cơ bản mà đề tài đã đặt ra là thiết kế và chế tạo mô hình, khảo nghiệm khả
năng hoạt động ổn định của máy.
- Thiết kế được mô hình trên phần mềm thiết kế 3D Autodesk Inventor
2016.
- Chế tạo hoàn chỉnh mô hình máy phay CNC mini 3 trục với kích thước
tổng thể 50x30x40cm.
- Tìm hiểu, tính toán, lựa chọn và mua thiết bị phù hợp với thực tế.
- Nắm rõ được nguyên lý hoạt động của một máy CNC và thành thạo các
phần mềm Proteus, Arduino, Aspire, bCNC.
- Là một mô hình phù hợp trong công tác giảng dạy thực hành làm board
mạch in PCB và những người có nhu cầu làm mạch in tại nhà.
Qua vận hành thử nghiệm cho thấy, với mô hình này hoàn toàn có thể áp
dụng vào thực tiễn sản xuất được các board mạch in PCB đồng loạt và đồng bộ.
5.2. ĐỀ NGHỊ
- Các chi tiết thiết kế của máy cần được làm từ vật liệu kim loại để đảm
bảo độ bền lâu dài.
- Sử dụng vít-me bi để máy hoạt động với độ chính xác cao hơn.
- Do kinh phí còn hạn chế nên tôi chưa thể đầu tư một bộ điều khiển cho

máy phổ biến và công nghiệp hơn như PLC.
- Cần lựa chọn các loại thiết bị đúng tiêu chuẩn và đảm bảo chất lượng khi
phát triển thêm mô hình.

78


TÀI LIỆU THAM KHẢO
Tài liệu trong nước:
[1].

PGS. TS. Vũ Hoài Ân, (2009), Cơ sở kỹ thuật CNC tiện và phay, Nhà
xuất bản khoa học kỹ thuật, Hà Nội.

[2].

Nguyễn Văn Chiến, Nguyễn Thế Tri, (2018), Đồ án tổng hợp cơ điện tử.
Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng.

[3].

Lê Hồng Kha, Nguyễn Văn Lâm, Trần Nguyên Phẫm, (2014), Máy CNC
mini, Trường Cao Đẳng Kỹ Thuật Cao Thắng.

[4].

TS. Bùi Quý Lực, (2005), Hệ thống điều khiển số trong công nghiệp, Nhà
xuất bản khoa học kỹ thuật, Hà Nội.

[5].

TS. Đường Công Truyền, (2018), Truyền động và điều khiển máy CNC,
Trường Đại Học Công Nghiệp TP.Hồ Chí Minh.

Tài liệu trên Internet:
[6].

Arduino.vn, Giới thiệu về Arduino UNO R3, cập nhật ngày 22 tháng 5
năm 2014 trên website: />
[7].

Arduino.vn, Tổng quan về cách làm mạch in bằng phương pháp ủi thủ
công, cập nhật ngày 30 tháng 8 năm 2014 trên website:
/>
[8].

CNC-Vina, Máy cắt bản mạch, đang cập nhật trên website:
/>
[9].

Diễn đàn MES LAB, Quy tắt về hệ trục tọa độ trong máy CNC phải biết, ,
cập nhật ngày 22 tháng 6 năm 2017 trên website:
/>
[10]. ĐGT Electrics, Động cơ bước STP-43D2033, đang cập nhật trên website:
/>[11]. Facebook, Group diy cnc mini, đang cập nhật trên website:
/>[12]. FASTPCBA Technology, Về nhà máy, đang cập nhật trên website:
/>
79

[13]. Hshop, Động Cơ DC 775 150W Single Ball Bearing, đang cập nhật trên
website: />[14]. Nguyễn Văn Huấn. Xuất file khắc mạch in và sử dụng phần mềm điều
khiển bCNC, cập nhật ngày 19 tháng 2 năm 2017 trên website:
/>[15]. Hitech PCB, Công ty cổ phần Hitech PCB, đang cập nhật trên website:
/>[16]. Linhkiencaugiay.com, Module Điều Khiển Động Cơ DC10-60V 20A,
đang cập nhật trên website: />[17]. Meiko, Meiko Electronics Co.,Ltd, đang cập nhật trên website:

[18]. Motor2Hand, Động cơ bước NIDEC SERVO KH42KM2R015E, đang cập
nhật trên website: />[19]. Phanmemfull.net, Vectric Aspire, cập nhật ngày 18 tháng 2 năm 2019 trên
website: />[20]. Phuclanshop, Mạch điều khiển động cơ bước A4988, đang cập nhật trên
website: />[21]. Sunsoar Tech, Tổng quan về PCB và PCB, đang cập nhật trên website:
/>[22]. Taimienphi.vn, Phần mềm thiết kế mạch điện tử, cập nhật ngày 16 tháng
7 năm 2018 trên website: />[23]. Terrene TNHH Thương mại, Quy Trình Sản Xuất PCB, cập nhật ngày 8
tháng 1 năm 2018 trên website:
/>[24]. Thanh Long JSC, Công ty Cổ phần sản xuất Điện tử Thành Long, đang
cập nhật trên website: />80


[25]. Thế giới chip, Module CNC Shield V3 Máy In 3D, đang cập nhật trên
website: />[26]. Vnpcb, VNPCB - Linh kiện, mạch điện tử và công nghiệp phụ trợ, đang
cập nhật trên website: />[27]. Youtube.com, Chế tạo mạch pcb bằng máy cắt cnc, cập nhật ngày 16
tháng 8 năm 2012 trên website:
/>
81


DANH SÁCH PHỤ LỤC
Phụ lục 1. BẢN VẼ THIẾT KẾ CÁC CHI TIẾT
Phụ lục 2. CHƯƠNG TRÌNH CODE ĐIỀU KHIỂN
Phụ lục 3. MỘT SỐ HÌNH ẢNH THỰC HIỆN VÀ KHẢO NGHIỆM

82