## Rancang Bangun CNC Mini Router 3 Axis untuk Keperluan Praktikum CAD/CAM
Gatot Eka Pramono, Dwi Yuliaji, Roy Waluyo, Jaenal Material and Manufacturing Process Research Laboratory Program Studi Teknik Mesin, FT-UIKA Bogor

## Abstrak
Penggunaan dan kebutuhan mesin cnc mini router 3 axis di Indonesia saat ini mengalami peningkatan diantaranya  untuk  kegiatan  produksi  dan  praktikum  disekolah-sekolah  kejuruan  dan  universitas- universitas  teknik  di  Indonesia.  Namun  harga  mesin  CNC  mini  dipasaran  masih  cukup  tinggi  yakni berkisar  30-40  jutaan.  Sehingga  tidak  semua  sekolah  ataupun  universitas  mampu  membelinya.  Oleh karena  itu  perlu  adanya  langkah-langkah  kongkrit  untuk  mengatasi  hal  itu  diantaranya  dengan mendesain dan merancang bangun mesin CNC yang dikhususkan untuk keperluan praktikum. Desain dan  rancang  bangun  mesin  CNC  mini  router  3  axis  meliputi  pemilihan  bahan  dan  proses  produksi, perhitungan  daya  router,  perhitungan  defleksi  poros,  dan  menguji  kinerja  mesin  CNC  mini  router  3 axis. Pada penelitian ini diperoleh daya router minimal untuk memotong segala jenis kayu adalah 336 Watt, dengan torsi router sebesar 0,0211 Nm dan kecepatan putaran pahat minimal adalah 15924 rpm, diameter pahat 6 mm, panjang langkah pada sumbu x sebesar 0,5 m, pada sumbu y sebesar 0,3 m, dan pada sumbu z sebesar 0,1 m. Mesin CNC mini router 3 axis ini mampu digunakan untuk segala jenis kayu  dengan  tegangan  geser  maksimum  124  kg/cm2.  Defleksi  maksimal  poros  dengan  beban  20  kg pada sumbu x adalah sebesar 0,48 mm dan pada sumbu y adalah sebesar 0,041 mm. Akurasi gerakan pada sumbu x dan y adalah 0,2 mm. Pemakanan sepanjang sumbu x menghasilkan permukaan benda kerja  yang  cembung  dengan  tinggi  maksimum  cembungan  adalah  0,5  mm.  Sedangkan  pemakanan sepanjang sumbu y menghasilkan permukaan benda kerja yang cekung dengan cekungan maksimum adalah 0,08 mm. Defleksi tools dengan beban 5 kg pada sumbu x adalah 2 mm sedangkan pada sumbu y adalah 1,2 mm.
Kata kunci : CNC, CNC mini, Router.

## Pendahuluan
Dewasa  ini  perkembangan  teknologi industri pemesinan di Indonesia sudah semakin meningkat,  hal  ini  dapat  dibuktikan  dengan semakin modernnya permesinan yang digunakan  untuk  mengerjakan  suatu  produk, seperti Computer  Numerical  Control  (CNC) yaitu  mesin  yang  telah  dilengkapi  dengan komputer  untuk  mempermudah  proses  kerja mesin[1]. Penggunaan mesin CNC di Indonesia dari  tahun  ke  tahun  terus  meningkat.  Saat  ini mesin CNC mini router 3 axis dipasaran dengan berbagai merk harganya berkisar 30-40 juta per unit.  Kisaran  harga  tersebut  tentu  saja  cukup mahal  sehingga  tidak  dapat  dijangkau  oleh sekolah-sekolah  kejuruan  dan  lingkungan kampus sehingga masih banyak yang mempelajari  mesin CNC hanya  sebatas  teori saja  sehingga  ilmu  yang  didapat  kurang maksimal,  oleh  karena  itu  perlu  adanya langkah-langkah  konkret  untuk  mengatasi  hal itu diantaranya dengan mendesain dan merancang  bangun  mesin CNC  mini  router  3 axis.
Mesin CNC adalah  mesin  yang  dikontrol oleh  komputer  dengan  menggunakan  bahasa numerik  (data  perintah  dengan  kode  angka, huruf,  dan  simbol)  sesuai  dengan  standar ISO [2].  Menurut  Roni  Permana  Saputra  et  all, perangkat  lunak  di  komputer  berfungsi  untuk menerjemahkan NC-Code yang  diinputkan dengan proses interpolasi linier atau interpolasi sirkular  berdasarkan  input  program NC-Code dan sebagai antar muka antara operator dengan mesin[2].  Geoff  Williams  mengatakan  ada  dua jenis mesin CNC yakni mesin CNC dengan dua axis dan  mesin CNC dengan  tiga axis .  Mesin CNC dua axis bergerak  secara  vertikal  dan horizontal  yakni  bergerak  sepanjang  sumbu  x dan  sumbu  y  sedangkan  mesin CNC dengan  3 axis bergerak  secara  vertikal,  horizontal,  dan melintang  yakni  bergerak  sepanjang  sumbu  x, sumbu y, dan sumbu z[3]. Patrick Hood Daniel dan  James  Floyd  Kelly  dalam  penelitiannya yang  berjudul Build  Your  Own  CNC  Machine merancang  dan  membuat  mesin CNC  mini router  3  axis dengan  bahan  utama  rangka terbuat  dari  MDF  fiberboard  atau  papan  yang dibuat  dari  fiber  yang  mana  bahan  ini  kurang
kokoh  dan  keakuratan  yang  masih  rendah sehinggga  pembuatannya  masih  diperuntukkan untuk  simulasi  saja[4].  Will  O’Brien  dalam penelitiannya yang berjudul How to: Build Your Own  CNC  Machine mendisain  dan  membuat mesin CNC  mini  router  3  axis dengan  bahan utama  rangka  terbuat  dari  Teplon  yakni  plastik kulitas tinggi yang tahan terhadap panas[5]. Nur Suraini  Binti  Hashim  dalam  tesisnya  yang berjudul Design  of  Mini  CNC  Machine mendesain CNC mini  dengan  memilih  bahan alumunium  sebagai  bahan  rangka  dikarenakan bahan ini ringan dan anti karat[6]. Alexander D. Sprunt  dalam  penelitiannya  yang  berjudul A Three Axis CNC Router Design merancang dan membuat mesin CNC mini router 3 axis dengan rangka  yang  terbuat  dari  bahan  baja  stainless sehingga  kekokohan  dan  keakuratannya  cukup tinggi[7].  Penelitian  ini  meliputi  pemilihan bahan  dan  proses  produksi,  perhitungan  daya router ,  perhitungan  defleksi  maksimum  poros pada  sumbu  x  dan  sumbu  y,  perhitungan  gaya buckling pada  sumbu  z,  dan  pengujian  kinerja mesin CNC mini router 3 axis .
Penelitian ini diharapkan memperoleh
desain, menghasilkan prototipe, dan memperoleh  data-data  hasil  uji  kinerja  mesin CNC router 3 axis. Selain itu penelitian ini juga diharapkan  dapat  mengatasi  permasalahan seperti  ketiadaan mesin CNC sebagai  sarana praktikum baik  di  sekolah-sekolah  kejuruan atau di lingkungan kampus-kampus keteknikan.

## Metode Penelitian
Metode  yang  digunakan  dalam  penelitianini dimulai  dengan  mencari  sumber  informasi, mencari data-data yang diperlukan, dan mencari literatur  tentang  penelitian  yang  sejenis  atau yang berkaitan dengan penelitian ini. Kemudian membuat konsep desain dan perancangan mesin CNC  mini  router  3  axis yang  meliputi pemilihan bahan dan proses, perhitungan secara teoritis,  dll.  Setelah  bahan  dan  proses  dipilih, dan  perhitungan  teoritis  mengenai  komponen- komponen  mesin CNC mini router 3 axis telah dilakukan  langkah  selanjutnya  adalah  proses produksi atau pembuatan komponen-komponen mesin CNC  mini  router  3 axis dengan  bentuk dan  ukuran  sesuai  dengan  konsep  desain  dan perancangan  yang  telah  dilakukan  sebelumnya. Setelah proses produksi selesai maka dilakukan proses pengecekan jika bentuk dan ukuran tidak atau  belum  sesuai  dengan  konsep  perencanaan maka  dilakukan  proses  perbaikan  tetapi  jika
bentuk dan ukuran sudah sesuai dengan konsep perencanaan  maka  dilanjutkan  dengan  proses selanjutnya  yakni  proses  perakitan  mesin CNC mini  router  3  axis jika  proses  perakitan  sudah selesai maka proses selanjutnya adalah pengujian kinerja mesin CNC mini router 3 axis meliputi  pengujian  kekuatan  potong,  pengujian dimensi  hasil  pemakanan/pengujian  linearitas, pengujian penyimpangan kerataan hasil pemakanan,  pengujian  defleksi  poros  pada sumbu x, pengujian defleksi poros pada sumbu y,  pengujian  kekuatan  tarik leadscrew, dan pengujian  defleksi  maksimum  pahat.  Setelah pengujian  kinerja  selesai  maka  kita  peroleh data-data  hasil  pengujian  kinerja  mesin CNC mini  router  3  axis yang  selanjutnya  data-data tersebut  dibandingkan  dengan  data  hasil perhitungan  teoritis  yang  telah  dilakukan sebelumnya.  Terakhir,  hasil  perbandingan dibahas  dan  dianalisis,  jika  terjadi  perbedaan maka  akan  dicari  dan  dijelaskan  hal-hal  yang menjadi penyebab perbedaan tersebut.
Metode  penelitian  digambarkan  dalam diagram alir berikut ini:
Pemilihan  bahan  dan  proses  produksi dijelaskan dalam tabel berikut ini:

## 2.2 Uji Kinerja Mesin CNC Mini Router 3 Axis
Uji kinerja mutlak diperlukan dengan tujuan mengetahui  kinerja  mesin CNC  mini  router  3 axis .  Uji  kinerja  meliputi  pengujian  kekuatan potong  pahat  terhadap  segala  jenis  kayu, pengujian  linearitas,  pengujian  kerataan  hasil pemakanan,  pengujian  defleksi  poros  pada sumbu x, pengujian defleksi poros pada sumbu y,  pengujian  kekuatan  tarik leadscrew ,  dan pengujian defleksi maksimum pahat.

## Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah:
 Memperoleh desain mesin CNC mini router 3 axis.
 Menghasilkan prototipe mesin CNC router 3 axis.
 Memperoleh data-data hasil uji kinerja mesin CNC mini router 3 axis .
Selain  tujuan  diatas  tujuan  khusus  dari penelitian ini adalah:
 Mengatasi permasalahan ketiadaan mesin CNC sebagai  sarana  praktikum  di Fakultas Teknik Universitas Ibn Khaldun Bogor dengan membuat mesin CNC mini router 3 axis .
 Menjadikan  penelitian  ini  sebagai  cikal bakal  dan  pelopor  untuk  penelitian selanjutnya  mengenai  mesin CNC  mini router 3 axis.

## Tata Kerja Tempat Penelitian
Rancang  bangun  dilaksanakan  di Material and Manufacturing Process (MaMP)
Laboratory Fakultas  Teknik  Universitas  Ibn Khaldun Bogor.

## Bahan dan Alat
Bahan yang digunakan dalam peneliotian ini antara lain:
- Kayu Mahoni
- Kayu Meranti
- Kayu Jati
- Baja S45C
- Baja VCN 150
Peralatan  dan  mesin-mesin  yang  digunakan dalam penelitian ini adalah: - Mesin bubut - Mesin frais - Mesin bor - Mesin Las -  Alat  Ukur  (  sigmat,  mistar,  ruller gate,dll) - Ragum - Gergaji mesin untuk kayu - Gergaji tangan untuk kayu
- dll
Penggunaan Perangkat Lunak ( software ) Pada  Penelitian  ini  penggunaan software mutlak diperlukan untuk menggambar, mensimulasikan  dan  menguji  kinerja  mesin CNC  mini  router  3  axis ini.  Adapun software yang digunakan yakni Solidwork dan Mach3.

## Solidwork
Solidwork digunakan untuk membuat gambar  baik  gambar  dua  dimensi  ataupun  tiga dimensi serta dapat mensimulasikan pergerakan benda  secara  animasi.  Pada  penelitian  ini solidwork akan digunakan  untuk  menggambar  semua  bagian dari  mesin CNC mini,  merakitnya,  serta mensimulasikan mesin CNC mini dalam bentuk gerakan linear sesuai dengan yang direncanakan.

## Mach3
Mach3 digunakan  untuk  mengontrol  dan menguji  kinerja  dari  mesin  CNC  mini,  adapun penggunaannya  melibatkan  komputer  untuk memasukkan perintah-perintah diantaranya mengatur  pergerakan  linear  pada  setiap axis dengan cara mengatur putaran dan arah putaran motor  pada  setiap axis pada  mesin CNC  mini router 3 axis ini.

## Hasil dan Bahasan
Perhitungan Daya Router Daya router yang  digunakan  bervariasi tergantung  pada  tujuan  penggunaan  dari  mesin CNC mini  itu  sendiri.  Daya  kerja router dapat dihitung dengan menggunakan persamaan:
P = τ. ɷ
Dimana: P = Daya router [W] τ = Torsi router [Nm] ɷ = Kecepatan perputaran router [rpm] Torsi pada router dapat diketahui dengan menggunakan persamaan:
τ = F .r
Dimana: F = gaya potong pahat terhadap benda kerja [N] r = Jarak benda ke pusat rotasi [m] Gaya  potong  pahat  terhadap  benda  kerja  dapat dihitung dengan menggunakan persamaan:
F = τ b . A
Karena  luas  penampang  potong  pahat  belum diketahui  maka  kita  menghitungnya  dengan menggunakan persamaan:
A = t.w.s = (0,25 mm)(1mm)(2) = 0,50 mm2
Dimana: t = Tebal pisau sayat pahat w = Kedalaman pemotongan s = Jumlah mata pahat Setelah luas penampang kita ketahui maka  kita dapat  menghitung  gaya  potong  pahat  terhadap benda kerja dapat dihitung dengan menggunakan persamaan:
F = τ b . A = (12,4 N/mm2)(0,50 mm2) = 6,2 N Dimana: F = Gaya potong pahat [N] τ b = Tegangan geser bahan [kg/cm2]
A  = Luas penampang potong pahat [m2]
Maka torsi pada router adalah: τ = F .r = (6,2N)(0,0034m) = 0,0211 Nm Dimana: F = Gaya potong pahat [N] r = Jarak benda ke pusat Rotasi [m]
Putaran spindle pada router dapat dihitung dengan menggunakan persamaan:
Karena Cs belum kita ketahui maka kita dapat menghitungnya dengan menggunakan persamaan:
Cs = np = (150 rpm)(2mm) = 300 mm/menit
Dimana:
Cs = Cutting speed [mm/min] n = putaran motor stepper [rpm] p = pitch dari leadscrew [mm]
Maka putaran spindle pada router adalah:
= (1000 X 300 mm/Min)/(3,14 X 6 mm) = 15924 Rpm Dimana : = Kecepatan perputaran router (rpm)
Cs = Cutting Speed (m/menit) d = Diameter pahat
Setelah torsi motor (τ) dan kecepatan putaran spindle pada router ( ) diketahui maka daya router dapat dihitung dengan menggunakan persamaan:
P = τ. = (0,0211 Nm)(15924 Rpm) = 336 Watt
Dimana : P = Daya router [W] τ = Torsi router [Nm] = Kecepatan perputaran spindle pada router [Rpm]

## Perhitungan Defleksi Poros
Data-data yang diperoleh dalam penelitian ini adalah:
a. Diameter poros = 16 mm = 0,016 m
b. Panjang poros pada sumbu x =70cm = 0,7 m c. Panjang poros pada sumbu x =45cm =0,45m
d. Gaya berat pada sumbu x adalah 20kg=200 N e. Gaya berat pada setiap poros sumbu x=100 N f. Gaya berat pada sumbu y adalah 6 kg =60 N
g. Gaya berat pada setiap poros sumbu y =30 N
Modulus elastisitas bahan S45C adalah: E  = 2 x 10 6 kg/cm 2
= 2 x10 5 N/mm 2
Momen inersia dapat kita ketahui dengan menggunakan persamaan: L = 4 /64 = (3,14)(16 mm) 4 /64 = 3215 mm4
5.2.1 Poros sumbu x Setelah  data-data  kita  peroleh  kita  dapet menghitung  defleksi  maksimal  poros  pada sumbu x dengan menggunakan persamaan:
Berdasarkan perhitungan diatas dapat dikatakan  defleksi maksimal pada poros sumbu x adalah sebesar 0,28 mm .
5.2.2 Poros sumbu y Sama hal nya dengan defleksi poros pada sumbu x, defleksi poros pada sumbu y juga dapat dihitung dengan menggunakan persamaan:
Berdasarkan  perhitungan  diatas  dapat dikatakan defleksi maksimal pada poros sumbu x sebesar 0,022 mm .
Perhitungan Gaya Tekukan ( Buckling ) pada poros sumbu z
Untuk menghitung gaya tekukan pada sumbu z menggunakan persamaan:
Dimana: Pcr = Beban kritis/gaya buckling [kg] E   = Modulus elastisitas bahan S45C L   = Panjang poros [m] I    = Momen inersia [m 4 ]
Karena momen inersia(I) belum kita ketahui maka  kita  dapat  menghitungnya  menggunakan persamaan:
Dimana: I = Momen Inersia benda uji [m 4 ] D = Diameter poros [mm]
Setelah momen inersia kita peroleh maka kita dapat menghitung gaya Buckling dengan menggunakan persamaan:
Berdasarkan perhitungan diatas dapat dikatakan  gaya  buckling  pada  poros  smbu  z adalah sebesar 38176 kg.
Berdasarkan  data-data  yang  diperoleh  dan perhitungan  yang  dilakukan  maka  diperoleh daya router minimal  yang  dapat  digunakan dalam  penelitian  ini  adalah  336 watt dan kecepatan  putaran  minimal  yang  digunakan adalah  15924  rpm.  Dari  hasil  tersebut  maka dipilih  lah router kayu  dengan  daya  450  watt dan kecepatan putaran adalah 30000 rpm.
Dari hasil perhitungan teoritis defleksi poros diperoleh  bahwa  defleksi  maksimal  poros  pada
sumbu x dan y adalah 0,28 mm dan 0,022 mm sedangkan  hasil  pengujian  defleksi  poros  pada sumbu x dan y adalah 0,48 mm dan 0,041 mm.
Hasil  perhitungan  teoritis  defleksi  poros pada  sumbu  x  dan sumbu y  masih  lebih  kecil dibandingkan  dengan  hasil  uji  kinerja  defleksi poros. Lebih jelasnya bisa dilihat pada tabel dan gambar berikut ini:
Berdasarkan pengujian kinerja yang telah dilakukan  maka  diperoleh  data-data  hasil pengujian kinerja yakni mesin CNC mini router 3 axis mampu memotong kayu dengan tegangan geser  maksimum  124  kg/cm 2 ,  hal  itu  telah dibuktikan  dengan  penyayatan  terhadap  dua jenis  kayu  yakni  kayu  meranti  dan  kayu  jati. Kayu  meranti  dan  kayu  jati  termasuk  dalam kategori  jenis  kayu  kuat  kelas  dua  dan  kelas satu.  Pengujian  kinerja  menunjukan  kayu meranti  dan  kayu  jati  dengan  mudah  terpotong sehingga bisa dikatakan mesin CNC mini router 3 axis ini mampu digunakan untuk segala jenis kayu  dengan  tegangan  geser  maksimum124 kg/cm 2 . Pada pengujian linearitas terjadi perbedaan  antar  hasil  masukan  dengan  hasil sebenarnya,  namun  perbedaan  tersebut  relatif kecil  yakni  0,2  mm  baik  sepanjang  sumbu  x ataupun  sumbu  y.  Pada  sumbu  x  perintah masukan  adalah  50,0  mm  dan  pada  sumbu  y adalah 100,0 mm. Hasil pengukuran sebenarnya pada sumbu x adalah 50,2 mm dan pada sumbu y adalah 100,2 mm. Lihat tabel berikut ini :
Penelitian sebelumnya yang juga melakukan  pengujian  linearitas  dilakukan  oleh Ronni  Permana  Saputra,  dkk  dalam  jurnal  nya yang berjudul Desain dan Implementasi Sistem Kendali CNC  Router Menggunakan Flame Cutting  Machine. Hasil  uji  linearitas  yang dilakukannya  pada  sumbu  x  dan  y  terdapat selisih  yang  cukup  besa  antara  perintah masukan  dan  hasil  sebenarnya.  Misalnya  saja perintah  masukan  pada  sumbu  x  adalah  50,00 mm tetapi hasil ukuran sebenarnya adalah 52,63 mm sedangkan pada sumbu y perintah masukan adalah  100,00  mm  tetapi  hasil  pengukuran sebenarnya adalah 101,00 mm [2]. Oleh karena bisa  dikatakan  itu  mesin CNC  Mini  Router  3 Axis yang  dibuat  oleh  penulis  lebih  baik dibandingkan  dengan  yang  dibuat  oleh  Ronni Permana  Saputra,  dkk  dalam  hal  pengujian linearitas.  Perbandingan  uji  linearitas  antara mesin  yang  dibuat  penulis  dan  Ronni  Saputra, dkk  dijelaskan  dalam  tabel  dan  grafik  berikut ini :
Pada  pengujian  penyimpangan  kerataan, pemakanan  yang  bergerak  sepanjang  sumbu  x berbentuk cembung dengan ketinggian maksimum cembungan adalah  0,5 mm, sedangkan pemakanan yang bergerak sepanjang sumbu  y  berbentuk  cekung  pula  dengan kedalaman maksimum cekungan tersebut adalah  0,08  mm.  Permukaan  benda  kerja  yang cenderung  cembung  dan  cekung  disebabkan oleh  defleksi  yang  terjadi  pada  poros  sumbu  x dan sumbu y. Menurut SNI 07-0601 tahun 2006 standar kelengkungan yang diijinkan adalah 0,3 mm  per  20  cm[14].  Berdasarkan  standar tersebut  kita  dapat  membandingkan  nilai standar  tersebut  dengan  hasil  pengujian penyimpangan kerataan. Kelengkungan maksimum  benda  kerja  sepanjang  sumbu  x adalah  0,5  mm  atau  0,2  lebih  besar dibandingkan dengan nilai standar kelengkungan  pada  SNI  07-0601  tahun  2006 yakni sebesar 0,3 mm. Sedangkan kelengkungan  maksimal  benda  kerja  sepanjang sumbu  y  adalah  0,08  mm  atau  0,22  lebih  kecil dibandingkan dengan nilai standar kelengkungan  pada  SNI  07-0601  tahun  2006 yakni  sebesar  0,3  mm.  Kelengkungan  searah sumbu  x  berada  sedikit  diluar  nilai  standar sedangkan  kelengkungan  sepanjang  sumbu  y bisa  dikatakan  cukup  baik  karena  berada didalam  nilai  standar.  Untuk  lebih  jelsnya  bisa dilihat pada tabel dan grafik dibawah ini :
Pada pengujian defleksi poros baik itu poros
Pada sumbu x ataupun poros pada sumbu y  terdapat  perbedaan  hasil  yang  cukup signifikan.  Defleksi  maksimal  poros  pada sumbu x adalah sebesar 0,48 mm atau 4,8 x 10-
4 m dan defleksi maksimal poros pada sumbu y adalah  sebesar  0,041  mm  atau  4,1  x  10-5  m. Perbedaan  nilai  defleksi  maksimal  poros  pada sumbu  x  dan  poros  pada  sumbu  y  disebabkan oleh  perbedaan  panjang  poros  dan  beban  yang ditopang  poros.  Panjang  poros  pada  sumbu  x adalah  70  cm  sedangkan  panjang  poros  pada sumbu  y  adalah  45  cm.  Adapun  beban  yang ditopang  poros  pada  sumbu  x  adalah  20  kg sedangkan  beban  yang  ditopang  oleh  poros pada sumbu y adalah 6 kg.
Pada  pengujian  kekuatan  tarik leadscrew pada sumbu x, berdasarkan data tabel dan grafik terlihat  bahwa  semakin  besar  beban  yang diberikan  maka  semakin  rendah  gaya  tarik  dari leadscrew ,  hal  itu  disebabkan  oleh  semakin rendah  perputaran  dari motor  stepper ,  maka putaran leadscrew menjadi  semakin  lambat sehingga  menyebabkan  semakin  rendah  gaya tarik dari leadscrew .
Pada  pengujian  defleksi tools yang  searah sumbu x mengalami defleksi sebesar 2 mm dari posisi  awal,  dan  pada  sumbu  y  mengalami defleksi  sebesar  1,2  mm.  Hal  itu  disebabkan oleh  kelenturan  pada y  axis  body dan z  axis body yang  mana  kedua  bagian  itu  terbuat  dari kayu  mahoni.  Selain  itu  pengujian  dilakukan pada  jarak  maksimal y  axis body bergerak kebawah  sehingga  panjang z  axis body cenderung defleksi.

## 6. Kesimpulan
Berdasarkan  hasil  perhitungan  teoritis  dan pengujian kinerja mesin CNC mini router 3 axis maka  dapat  diambil  kesimpulan  sebagai berikut:
1) Desain Mesin CNC mini router 3 axis adalah menggunakan rangka yang terbuat dari kayu mahoni,  jenis slide menggunakan linear bearing dan  poros  yang  terbuat  dari  bahan
baja S45C ,  Diameter  poros  adalah  16  mm dengan  panjang  poros  pada  sumbu  x  0,7  m, pada  sumbu  y  0,45  m,  dan  pada  sumbu  z adalah  0,26  m.  Ulir  daya  menggunakan leadscrew dengan  diameter  16  mm  dan terbuat  dari  bahan  baja VCN  150 dengan bentuk  ulir  trapesium  dan pitch 2  mm, router yang  digunakan  adalah router kayu dengan  daya  diatas  336 Watt ,  putaran spindel diatas  15924  rpm,  dan  diameter pahat  adalah  6  mm.  Jenis  motor  yang digunakan untuk menggerakkan ulir transmisi adalah motor stepper .
2) Prototipe yang dihasilkan adalah mesin CNC jenis milling dengan jumlah axis adalah tiga axis dan  memiliki  dimensi  panjang  0,85  m, lebar  0,60  m,  dan  tinggi  0,60  m,  dengan panjang  langkah  pada  sumbu  x  sebesar  0,5 m,  pada  sumbu  y  sebesar  0,3  m,  dan  pada sumbu  z  sebesar  0,1  m.  Jenis  sambungan menggunakan  sambungan  baut  dan  scrup. Tebal  kayu  rangka  adalah  0,02  m.  Jenis motor  yang  digunakan  untuk  menggerakkan ulir transmisi adalah motor stepper . Perangkat  lunak  ( software )  yang  digunakan untuk memasukan perintah adalah Mach3.
3) Mesin CNC  mini  router  3  axis ini  mampu digunakan  untuk  segala  jenis  kayu  dengan tegangan  geser  maksimum  124  kg/cm2. Defleksi  maksimal  poros  dengan  beban  20 kg  pada  sumbu  x  adalah  sebesar  0,48  mm atau 4,8 x 10-4 m dan pada sumbu y adalah sebesar  0,041  mm  atau  4,1  x  10-5  m.
Akurasi gerakan pada sumbu x dan y adalah 0,2  mm.  Pemakanan  sepanjang  sumbu  x menghasilkan  permukaan  benda  kerja  yang cembung dengan tinggi maksimum cembungan  adalah  0,5  mm.  Sedangkan pemakanan sepanjang sumbu y menghasilkan  permukaan  benda  kerja  yang cekung  dengan  cekungan  maksimum  adalah 0,08 mm. Defleksi tools dengan beban 5 kg pada sumbu x adalah 2 mm sedangkan pada sumbu y adalah 1,2 mm.

## Notasi
P   Daya router [W]
τ   Torsi [Nm] ɷ   Kecepatan perputaran router [rpm] t Tebal pisau sayat pahat [mm]
w   Kedalaman pemotongan [mm]
s Jumlah mata pahat -
n Putaran motor stepper [rpm]
p pitch dari leadscrew [mm]
Pcr   Beban kritis/gaya buckling [kg] E   Modulus elastisitas bahan - L   Panjang poros [m]
I Momen inersia [m4]
d Diameter poros [mm]
F   Gaya berat yang bekerja pada router [N]
r Jarak benda ke pusat rotasi [m]
m   Massa dalam satuan [kg]
g Percepatan gravitasi [m/s2]
Cs Cutting Speed [m/menit]
d Diameter pahat [m]
E Modulus elastisitas bahan [ N/mm2 ] I Momen inersia batang

## Daftar Pustaka
[1] Kartini, Adelina Fitra Kusuma Kartini-Josaphat Pramudijanto., Sistem Pengaturan Gerakan Tool Pada Prototipe Mesin Cnc Dengan Kontroler Disturbance Observer , Fakultas Teknoloi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS), Surabaya, 2012.
[2] Saputra, Roni Permana et all., Desain dan  Implementasi  Sistem  Kendali CNC Router Menggunakan PC Untuk Flame  Cutting  Machine ,  Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta, 2011.
[3] Williams,  Geoff., CNC  Robotic-Built Your  Own  Workshop  Bot ,  The  Mc.
Graw-Hill Company, Newyork, 2003.
[4] Daniel,  Patrick  Hood-James  Floyd Kelly., Build Your Own CNC Machine ,  Technology  in  Action,
Newyork, 2009.
[5] O’Brien,  Will., How  to:  Build  Your Own CNC Machine , 2007.
[6] Suraini binti Hashim, Nur., Design of
Mini  CNC  Machine,  Faculty  of Manufacturing Engineering University Malaysia, Pahang, 2012. [7] D.  Sprunt,  Alexander., A  Three  CNC Router Design , Massachusetts Institute Of Technology, Massachussets, 2000.
[8] Nieman,  Gustaf., Elemen  Mesin  Jilid
1, 2, 3 ., PT Erlangga, Jakarta, 1987.
[9] Suga,  Kiyokatsu  –  Sularso., Dasar Perencanaan  dan  Pemilihan  Elemen Mesin , PT  Pradnyaparamita,  Jakarta, 2004.
[10] Tata,  Surdia, Pengetahuan  Bahan Teknik , cetakan  keenam ,  Pradnya Paramita, 2005
[11] Pusat  Penelitian  dan  Pengembangan Hasil  Hutan, Petunjuk  Praktis  Sifat- sifat  Dasar Jenis  Kayu  Indonesia, cetakan  ketiga, PT.  Pusaka  Permata
Persada, 2008.
[12] Rochim, T., Proses Pemesinan, Higher Education Development support project, Jurusan Teknik Mesin FTI-ITB, Bandung, 1993. [13] Harsono,  Wiryosumarto., Teknologi
Pengelasan Logam , Pradnya Paramita, Jakarta, 2004. [14] BSN, SNI 07-0601-2006, Baja Lembaran,  Pelat,  dan  Gulungan Canai  Panas  (Bj  P) , BSN,  Jakarta,
2006.
Mini_CNC_Wood_engraving_Mach