Rancang Bangun Mesin CNC Drilling Grafir Berbasis Arduino Mega 2560

Abstract

Kemajuan teknologi manufaktur pada era Industri 4.0 telah meningkatkan kebutuhan akan sistem produksi yang mampu memberikan tingkat ketelitian tinggi, fleksibilitas operasional, serta kinerja yang terotomasi. Mesin Computer Numerical Control (CNC) menjadi solusi utama dalam memenuhi kebutuhan industri tersebut karena kemampuannya menghasilkan produk yang konsisten dan presisi. Namun demikian, tingginya biaya pengadaan dan perawatan mesin CNC komersial masih menjadi kendala utama bagi institusi pendidikan vokasi serta usaha mikro, kecil, dan menengah (UMKM). Untuk mengatasi permasalahan tersebut, penelitian ini bertujuan untuk merancang dan mengimplementasikan mesin CNC drilling dan grafir berbiaya rendah dengan sistem kendali berbasis Arduino Mega 2560. Mesin yang dikembangkan menggunakan motor stepper NEMA 23 untuk menggerakkan tiga sumbu gerak (X, Y, dan Z), yang dikombinasikan dengan sistem linear rail serta mekanisme ballscrew dan lead screw guna menghasilkan pergerakan linear yang halus dan presisi. Firmware GRBL diterapkan sebagai pengendali utama dalam menerjemahkan dan mengeksekusi perintah G-code yang dihasilkan dari perangkat lunak CAD/CAM. Spindle yang digunakan adalah spindle MT370 dengan daya ±370 W yang difungsikan untuk proses grafir dan cutting dan Penerapan machining allowance sebesar −0,05 mm pada perangkat lunak Aspire terbukti mampu mengurangi deviasi dimensi dan meningkatkan presisi hasil pemesinan. Pengujian eksperimental dilakukan pada beberapa jenis material, antara lain, akrilik dan aluminium, untuk mengevaluasi kinerja sistem. Hasil pengujian menunjukkan bahwa mesin CNC yang dikembangkan mampu beroperasi secara andal, menjaga kestabilan kendali gerak, serta mencapai tingkat akurasi yang memadai untuk proses drilling dan grafir. Oleh karena itu, dapat disimpulkan bahwa mesin CNC drilling dan grafir berbasis Arduino Mega2560 yang dirancang memiliki kinerja yang cukup baik untuk keperluan pendidikan dan penelitian, serta berpotensi dikembangkan lebih lanjut untuk peningkatan presisi dan otomasi sistem serta layak digunakan sebagai media pembelajaran pada pendidikan vokasi serta sebagai alat pendukung untuk manufaktur ringan dan kegiatan prototipe.