Rancang Bangun Mesin Mini CNC Router Pengukir Kayu Berbasis Mikrokontroler

Computer Numerical Control (CNC) merupakan teknologi permesinan yang dapat dioperasikan secara otomatis, memiliki efisiensi dan tingkat kepresisian yang tinggi. Seni ukir kayu modern membutuhkan mesin ukir kayu yang mampu bekerja dengan cepat dan presisi agar dapat menghasilkan hasil ukiran yang baik dan berkualitas. Untuk memenuhi kebutuhan tersebut, dalam penelitian ini dirancang dan dibuat sebuah mesin CNC router pengukir kayu berbasis mikrokontroller. Dalam perancangan mesin CNC router ini terdapat dua komponen yaitu komponen mekanis dan komponen kontrol. Pada komponen mekanis terdapat tiga penggerak utama pada tiap sumbu yaitu lead screw dengan penggerak motor stepper NEMA 17. Konstruksi rangka pada bagian sistem mekanis dianalisa dengan menggunakan Finite Element Method (FEM) sehingga dihasilkan nilai voin misses stress, displacement dan safety factor. Pada alat ini ditambahkan vacuum cleaner untuk mengisap serbuk kayu dan meningkatkan kepresisian proses pemahatan. Sedangkan pada komponen kontrol digunakan Arduino UNO, CNC Shield V3 dan driver A4988 yang dipadu dengan menggunakan software Universal G-Code Sender. Setelah alat dirancang dan dibuat, selanjutnya dilakukan pengujian untuk mengetahui pengaruh variasi kecepatan putaran spindel dan kondisi vacuum terhadap keakurasian hasil pahat dan mengetahui suhu endmill. Pengujian dilakukan dengan menggunakan dua benda kerja, yaitu Medium Density Fiberboard (MDF) dan kayu jati. Setelah dilakukan pengujian, nilai akurasi terbaik benda kerja MDF adalah sebesar 99,87% pada sumbu x, 99,89% pada sumbu y, dan 99,52% pada sumbu z dengan parameter kecepatan putaran spindel 11.000 rpm dan vacuum aktif. Nilai suhu endmill terbaik benda kerja MDF sebesar 47,11oC pada kecepatan putaran spindel 11.000 rpm dan vacuum aktif. Nilai akurasi terbaik benda kerja kayu jati sebesar 99,92% pada sumbu x, 99,94% pada sumbu y, dan 99,76% pada sumbu z dengan parameter kecepatan putaran spindel 13.000 rpm dan vacuum aktif. Nilai suhu endmill terbaik benda kerja kayu jati sebesar 54,11oC pada kecepatan putaran spindel 11.000 rpm dan vacuum aktif.