Rancang Bangun Mesin CNC Lathe Mini 2 Axis

Abstract

The use of a lathe that is controlled by computer numerical controlled (CNC) with high speed and good dimensional accuracy, so it uses less human resources. The use of CNC machines is increasing rapidly, along with factory automation. Therefore, the need for skilled CNC machine design experts is increasing. The development of a CNC lathe that is strong and easy to move from one place to another is a necessity for educational institutions with limited space to practice CNC lathes for their students. In this research, the design and manufacture of a strong and self-produced 2 axis mini-lathe machine prototype were carried out. The method used in designing the structure of the machine, and selecting the electric motor to drive the spindle, and the stepper motor to drive the chisel. The results of this study obtained a 2 axis mini-lathe CNC machine with predetermined electronic components, so that it has a design torque of the spindle motor of 4.7454 Nm and a speed of 1,500 rpm, with a stepper motor power of 36 W, with a cutting speed of 90 m min. This CNC machine can work on aluminum material in the experimental process of the infeed depth used is 0.5 mm/rotation with a maximum cutting speed (feed-rate) of 0.75 m/minute. It is recommended to use a low feed rate in machining. The axial force on the stepper motor is 1,368 N with a tool pressure when machining of 912 MPa so that it can cut the A6061 type aluminum material with a yield point of 145 MPa. In the future research can be developed using a material that is tougher than aluminum in order to measure the maximum capabilities of the machine.

Penggunaan mesin bubut yang dikendalikan oleh computer numerical controlled (CNC) dengan kecepatan tinggi dan akurasi dimesi yang bagus, sehingga penggunakan tenaga kerja yang lebih sedikit. Penggunaan mesin CNC meningkat pesat seiring dengan berjalannya otomatisasi pabrik. Oleh karena itu, kebutuhan tenaga ahli di bidang perancangan mesin CNC yang terlatih semakin meningkat. Pengembangan mesin bubut CNC yang kuat dan mudah dipindahkan dari satu tempat ketempat yang lain merupakan kebutuhan lembaga pendidikan dengan ruang yang terbatas untuk melakukan praktik mesin bubut CNC kepada siswanya. Dalam penelitian ini, dilakukan perancangan dan pembuatan prototipe mesin bubut CNC lathe mini 2 axis yang kuat dan dapat diproduksi sendiri. Metode yang dipakai adalah merancang struktur dari mesin, dan melakukan pemilihan motor listrik sebagai penggerak spindle, serta motor stepper sebagai penggerak pahat. Hasil dari penelitian ini didapat mesin CNC lathe mini 2 axis dengan komponen elektronik yang sudah ditentukan, sehingga mempunyai rancangan torsi motor penggerak spindle sebesar 4,7454 Nm dan kecepatan 1.500 rpm, dengan daya motor stepper 36 W, dengan kecepatan potong 90 m/menit. Mesin CNC ini mampu mengerjakan material aluminium pada proses percobaan kedalaman pemakanan yang dipakai 0,5 mm/putaran dengan kecepatan penyayatan (feedrate) maksimal 0,75 m/menit. Disarankan menggunakan feedrate kecil dalam permesinan. Gaya aksial pada motor stepper sebesar 1.368 N dengan tekanan pahat saat permesinan sebesar 912 MPa, maka mampu menyayat material bahan alumunium tipe A6061 yang yield point sebesar 145 MPa. Kedepannya dapat dikembangkan penelitian dengan menggunakan material yang lebih keras dari aluminium agar dapat mengukur kemampuan maksimal dari mesin.