Đồ án tập trung nghiên cứu và hiện thực hóa mô hình máy phay CNC 3 trục mini, hướng tới giải pháp gia công chi tiết nhỏ với chi phí thấp, phù hợp cho giáo dục và sản xuất quy mô hộ gia đình. Nội dung đồ án trải dài từ việc tính toán lý thuyết cơ khí đến lắp ráp phần cứng và cấu hình phần mềm điều khiển.nVề kết cấu cơ khí, nhóm tác giả tập trung thiết kế hệ thống khung máy đảm bảo độ cứng vững. Trọng tâm là hệ thống truyền động sử dụng vít me - đai ốc bi kết hợp với ray dẫn hướng để chuyển đổi chuyển động quay thành chuyển động tịnh tiến chính xác. Các thông số về lực cắt, momen xoắn và chọn động cơ bước (Step Motor) được tính toán kỹ lưỡng nhằm đảm bảo máy vận hành ổn định, không bị mất bước dưới tải trọng gia công.nVề hệ thống điều khiển, đồ án ứng dụng giải pháp mã nguồn mở tối ưu: sử dụng vi điều khiển Arduino kết hợp firmware GRBL. Đây là lựa chọn giúp tiết kiệm chi phí nhưng vẫn đảm bảo khả năng đọc mã G-code và điều khiển đa trục linh hoạt. Hệ thống điện bao gồm các mạch driver điều khiển động cơ bước và biến tần điều khiển tốc độ trục chính.nKết quả, đồ án đã chế tạo thành công máy phay CNC hoạt động thực tế, có khả năng gia công các bề mặt 2D và 3D trên vật liệu mềm như gỗ, nhựa hoặc nhôm. Sản phẩm là minh chứng cho việc kết hợp hiệu quả giữa lý thuyết cơ khí truyền thống và kỹ thuật điều khiển số hiện đại.

Từ khóa:

Máy phay CNC cỡ nhỏ, Động cơ bước, thiết kế và chế tạo

Abstract:

The project focuses on researching and implementing a mini 3-axis CNC milling machine model, aiming to provide a low-cost solution for machining small components, suitable for educational purposes and household-scale manufacturing. The project covers a wide range of tasks, from theoretical mechanical calculations to hardware assembly and control software configuration.nnRegarding the mechanical structure, the authors concentrated on designing a machine frame with sufficient rigidity and stability. The main focus is the transmission system, which uses a ball screw and ball nut mechanism combined with linear guide rails to convert rotational motion into precise linear motion. Parameters such as cutting force, torque, and stepper motor selection were carefully calculated to ensure stable machine operation without step loss under machining loads.nnFor the control system, the project applies an optimized open-source solution by using an Arduino microcontroller combined with GRBL firmware. This choice helps reduce costs while still ensuring flexible multi-axis control and accurate G-code interpretation. The electrical system includes stepper motor driver circuits and an inverter for spindle speed control.nnAs a result, the project successfully developed a functional CNC milling machine capable of machining 2D and 3D surfaces on soft materials such as wood, plastic, and aluminum. The product demonstrates the effective integration of traditional mechanical engineering theory with modern numerical control technology.

Key word:

Small CNC milling machine, step motor, design and fabrication.