I AE S In t er na t io na l J o urna l o f   Ro bo t ics a nd   Aut o m a t io ( I J RA)   Vo l.  14 ,   No .   3 Sep tem b er   20 25 ,   p p .   45 1 ~ 46 2   I SS N:  2722 - 2 5 8 6 DOI 1 0 . 1 1 5 9 1 /i jr a . v 14 i 3 . pp 45 1 - 46 2           451       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij r a . ia esco r e. co m   Ev a lua ting the  de v elo pment and c u tt ing  capa city o f  a o ne - squa re  co mpute numeric  co ntrolle milling  ma chine       O luwa s eun K a y o de  Aj a y i 1, 2 Ay o dele  T em it o pe  O y enira n 2 ,   Sh eng zhi D u 1 B a ba f em i O la m ide   M a lo m o 2 K o la wo le  O luwa s eun Ala o 2 Q ua dri A y o m ide O mo t o s ho 2 M a rv ello us   O luwa da m ila re   F a wo le 2 Ay o m ide Is a ia h L a s a k i 2 ,   G o dwin   T ho m ps o n 2   1 D e p a r t me n t   o f   El e c t r i c a l   En g i n e e r i n g ,   Ts h w a n e   U n i v e r s i t y   o f   T e c h n o l o g y ,   P r e t o r i a ,   S o u t h   A f r i c a   2 D e p a r t me n t   o f   M e c h a n i c a l   E n g i n e e r i n g ,   O b a f e m i   A w o l o w o   U n i v e r s i t y ,   I l e - I f e ,   N i g e r i a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Ma y   2 5 ,   2 0 2 5   R ev is ed   J u l 1 8 ,   2 0 2 5   Acc ep ted   Au g   2 6 ,   2 0 2 5       Trad it io n a su b trac ti v e   tec h n o l o g y   is  ra p id l y   lo si n g   sig n ifi c a n c e   with   th e   a d v e n o d ig it a m a n u fa c tu r in g   tec h n o l o g ies ,   w h ich   o ffe a ffo rd a b le   m a c h in in g   with   h i g h   a c c u ra c y   a n d   re p e a tab il it y .   C o m p u ter   n u m e ric   c o n tro ll e d   (CNC)   m a c h in in g   h a b e e n   a ro u n d   f o a   w h il e h o we v e r,   it   h a s   b e e n   c o stly   t o   o w n   o n e .   S in c e   th e   c o n c e p o CNC m a c h in i n g   is  n o w b ro a d l y   u n d e rst o o d   a n d   o p e n - so u rc e   so ft wa re   is  a v a il a b le  fo c o n tro l ,   d e sig n e rs  c a n   m a k e   u se   o f   a v a il a b le   lo c a m a t e rials  to   d e v e lo p   c h e a p e CNC  m a c h in e s.  He n c e ,   th is  p re se n ts  th e   e v a l u a ti o n   o f   th e   d e sig n   a n d   d e v e l o p m e n o a   o n e - sq u a re - m e ter  CNC  m il li n g   m a c h in e .   Th e   c o n tro wa imp lem e n ted   o n   Ard u i n o   U n o ,   wh il e   o p e n - s o u rc e   Un iv e rsa G - c o d e   S e n d e (UG S a n d   G - c o d e   re fe re n c e   b lo c k   l i b ra ry   (G RBL)  we re   u se d   fo th e   G - c o d e   g e n e ra ti o n   a n d   m a c h in e   c o n tr o l,   re sp e c ti v e l y .   T h e   b u il CNC  wa c a li b ra ted   a n d   tes ted   o n   wo o d   a n d   p las ti c   m a teria ls,  a n d   t h e   re su lt in g   p ro d u c ts  we re   a c c e p tab le  i n   a c c u ra c y   u p   t o   ±0 . 0 2   m m   in   th e   first  tri a l ,   b u t   a tt a in e d   p e rfe c a c c u ra c y   b y   th e   th ir d   tri a l.   M u lt ip le  tes ts  re p e a ted ly   sh o we d   t h a a c c u ra c y   wa s   m a in tain e d .   S i n c e   th e   m a c h in e   is  re c o n fig u ra b le,  fu t u re   wo r k   e n tails   a u to m a ti o n   a n d   in c o rp o ra ti n g   las e c u tt in g   c a p a b i li ti e s i n to   th e   m a c h in e .   K ey w o r d s :   Acr y lic   C o m p u ter   aid ed   d esig n     C o m p u ter   aid ed   m an u f ac tu r in g     C o m p u ter   n u m er ic  co n tr o lled   m illi n g   W o o d   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Olu waseu n   Kay o d Ajay i   Dep ar tm en t o f   E lectr ical  E n g i n ee r in g ,   T s h wan Un iv er s ity   o f   T ec h n o lo g y   Pre to r ia,   So u th   Af r ica   E m ail: a o k ajay i@ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O   C o m p u ter   n u m er ic   co n tr o ( C NC )   m ac h in in g   is   s u b tr ac tiv tech n o lo g y ,   as  it   wo r k s   b y   s y s tem atica lly   r em o v in g   m at er ial  f r o m   t h p ar e n m ater i al  u n til  th d esire d   s h a p i s   f o r m ed .   I is   s u s tain ab le  m an u f ac tu r in g   m e th o d   wh ich   h elp s   m in im ize  ca r b o n   em is s io n s   in   p r o d u ctio n   p r o ce s s es.  T h is   is   s o   b ec au s th o p er atio n   p r o ce s s   i s   o p tim ized   f o r   m in im al  b u ef f ec tiv p r o d u ctio n   p r o ce s s   [ 1 ] .   Dig ital  m an u f ac tu r in g   is   tak in g   s h a r p   u p war d   g r o wth ,   im p ac tin g   all  in d u s tr ial  p r ac tices  an d   m an u f ac tu r i n g .   Mo s t   p ar ts   in   m an u f ac tu r in g   in d u s t r ies  n o s ee k   to   in co r p o r ate  d ig ital  m an u f ac tu r i n g   in to   th e ir   o p er atio n al  lin e - ups   [ 2 ] [ 4 ] .   L ar g e   s ca le  p r o d u ctio n   r eq u ir es  s h o r p r o d u cti o n   tim e;  h en c e,   th C NC   au to m atio n   co m es  in   h an d y ,   w h er s h o r p r o d u ctio n   tim with   h ig h   v o lu m a n d   u n if o r m   p r o d u cts  ar in teg r ated   in to   th s h o p   lay o u [ 5 ] ,   [ 6 ] .   E n g in ee r s   an d   m a n u f ac tu r er s   co n tin u ally   f ac th e   ch alle n g o f   d eter m in in g   th m o s ef f ec tiv e   p r o d u ctio n   m eth o d .   Similar ly ,   th ty p a n d   f o r m   o f   th d esire d   p r o d u ct  r eq u ir es  th e   task   o f   d ec id in g   if   C NC   m ac h in in g   wo u l d   b th o p ti m al  ch o ice  f o r   th p r o d u ctio n   [ 7 ] .   Af f o r d ab ilit y   an d   co s m an ag em en in   th f ab r icatio n   an d   o p er atio n   o f   C NC   m ac h in es  m u s b ca r ef u ll y   co n s id er ed ,   esp ec ially   with   th co n v er s io n   in t o   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 7 2 2 - 2 5 8 6   I AE I n J   R o b   &   A u to m Vo l .   14 ,   No .   3 Sep tem b er   20 25 :   45 1 - 46 2   452   d ig ital  m an u f ac tu r in g   [ 8 ] [ 9 ] .   R ap id   p r o to ty p in g ,   h ig h   p r o d u ctio n   r ates,  u n if o r m   q u ality ,   an d   cu s to m izatio n   r eq u ir e   th e   n ee d   f o r   c u s to m izab le  d ig ital   m an u f ac tu r in g   m a ch in es.  Similar ly ,   s ize  an d   s h ap co n s tr ain ts   also   p r o v id e   b asis   f o r   s elf - m ad m an u f ac tu r in g   m ac h i n e s   [ 5 ] .   T h ese  ar im p o r tan t   asp ec ts   o f   d ig ital  m an u f ac tu r in g   b ec au s n o o n ly   s h o u ld   th ese  f ac to r s   b co n s id er ed ,   b u th ty p es  o f   m ater ials   u s ed   f o r   p r o d u ctio n   o r   to   b p r o d u ce d   s h o u ld   b in clu d ed   in   t h d e s ig n   o f   th ese  m ac h in es.  W o o d ,   p last ics,  m etals,   g lass ,   f o am ,   an d   c o m p o s ites   ar am o n g   th m ater ials   th at  ca n   b C NC   m ac h in ed   a n d   ar u s ed   i n   th e   ae r o s p ac e,   au to m o tiv e,   a n d   m ed ical  in d u s tr ies.    T h r ap id l y   ch a n g in g   p r o d u ct  r eq u ir e m en ts ,   tech n o lo g y ,   ad v o ca cy   f o r   s u s tain ab i lity ,   an d   af f o r d a b ilit y ,   in   lin with   S DG  g o als  8 ,   9 ,   1 1 ,   an d   1 2 ,   ad v o ca te  in d iv id u alize d   p ar ticip atio n   in   d ig ital  m an u f ac tu r in g   u s in g   C NC   tech n o lo g y   [ 6 ] .   Ali  et  a l.   [ 1 0 ] ,   in   o r d e r   to   co n v en ien tly   in ter ac with   d ig ital   m an u f ac tu r in g ,   th e y   d e v elo p e d   h ig h   s p ee d   m in i CNC   m ac h in with   lo p o wer   co n s u m p tio n   an d   ±   0 . 0 1   m m   ac cu r ac y .   So m o f   th ese  cu s to m ized   m ac h in es  ar f o r   p r iv at u s e,   b u r ec en tly ,   Sn ein el  et  a l.   [ 9 ]   d ev elo p e d   C NC   wo o d   ca r v in g   m ac h in f o r   ar tis an s ,   wh ich   ac h iev ed   a n   ac cu r ac y   b etwe en   ± 0 . 1   a n d   ± 0 . 1 5   m m .   I n   [ 1 1 ] ,   a   m in C NC   m illi n g   m ac h in e,   d ev elo p e d   th at  will  b ac ce s s ib le  f o r   tr ai n in g   s tu d en ts ,   w as  p r esen ted .   T h is   m ac h in is   m a d a v ailab le  f o r   s tu d en ts   to   o p er ate,   as  m o s t   in s titu tio n s   d o   n o g i v s tu d en ts   in d iv id u alize d   ac ce s s   to   s u ch   m ac h in es.  I n   ad d itio n ,   s in ce   th co s o f   ac q u ir in g   C NC   m ac h in es  is   h ig h ,   th p r o g r ess iv e   k n o wled g e   o f   elec tr o n ics  h as  in cr ea s ed   p ar ticip atio n   i n   d i g ital  d ev elo p m en ts .   Op en - s o u r ce   s o f twar an d   co d es  ar e   av ailab le,   a n d   th er e   is   m u ch   f am iliar ity   with   t h o p er atio n al  s eq u en ce ,   h en ce   en th u s iast s   as  well  as   m ac h in is ts   ca n   u p g r ad ex is tin g   tr ad itio n al  m ac h in es  to   co m p u ter   co n tr o lled   o r   b u ild   n ew  o n es.  On   th is   b ac k g r o u n d ,   Ay ala - C h au v in   e a l.   [ 1 2 ] ,   d ev elo p ed   a   m in i,  l o co s C NC   m illi n g   m ac h in f o r   wo o d wo r k in g .   Usu ally ,   m o s s elf - m ad C NC   m illi n g   m ac h in es  ar m in a n d   ar lim ited   t o   wo o d   cu ttin g .   I is   n ec ess ar y   to   ex ten d   th r an g e   o f   m ater ial s   an d   th s ize  o f   th ese  n o n - co m m er cial  m ac h in es,  wh ich   will  in cr ea s e   th eir   ap p licatio n .     I n   C NC   m ac h i n i n g ,   ti m e ,   e n e r g y ,   a n d   c o s t   s a v i n g s   a r v e r y   i m p o r t a n t .   T h is   ca n   b e   ac h i e v e d   b y   o p t i m i z i n g   t h p r o c e s s   p a r a m et e r s   [ 1 3 ] .   O p t i m i zi n g   o r   c o n t r o l l i n g   p r o c e s s   p a r a m e t e r s   h a s   b e e n   d e e m e d   o n e   o f   t h e   m o s t   i m p o r t a n t   as p e c ts   o f   c o m p u t e r - c o n t r o l l e d   o r   d i g it al   m a n u f a c t u r i n g   [ 1 4 ] .   P r o c es s   p a r a m e t e r s   c a n   b m a t e r i a l -   o r   s h a p e - s p e ci f i c ;   h en c e ,   a   g e n e r i c   p r o c e s s   p a r a m et e r   c a n n o t   b e   u s e d   f o r   a l l   m ate r i a l s .   P r e ci s i o n   is   g e r m a n e   i n   p r o d u c i n g   p a r ts   a n d   p r o d u c t s ,   a n d   i t   i s   t h b a s is   f o r   c o m p u t e r   n u m e r i c   c o n t r o l   [ 1 5 ] .   A l t e r at i o n s   a n d   c h a n g e s   i n   p r o c e s s   p a r a m e te r s   i n   C NC   m a c h i n i n g   r e s u l t   i n   v ar i a t i o n s   i n   t h e   o u t c o m e   o f   t h e   m a c h i n e d   p a r t .     T h eo r etica m o d ellin g   o f   th C NC   is   cr u cial  to   d ev elo p in g   cu s to m ized   s o lu tio n s   to   its   d esig n   an d   co n tr o s tr ateg y   [ 1 6 ] .   T h m o d elin g   p r o v id es  th d esig n e r   with   th s tr u ctu r al  co n f i g u r ati o n s   an d   h o th ey   in ter ac t.  T h is   r eso u r ce   is   g o o d   in p u f o r   th au to m atio n   a n d   r em o te  co n tr o o f   th s y s te m s   [ 1 7 ] .   I was  also   s u g g ested   to   b e   h elp f u in   t h ca s o f   d ig ital  twin   a p p l icatio n s .   C NC   m ac h in in g   is   c o m p u ter   aid e d   m an u f ac tu r in g   ( C AM )   tech n o lo g y   th at  r eq u ir es  g o o d   k n o wled g o f   co m p u ter   ai d ed   d esig n   ( C AD) ,   ac co r d in g   to   Gu et  a l.   [ 1 8 ]   wh o   d ev elo p ed   d r aw - to - cu t   C NC   ap p licatio n   f o r   ar tef ac t s .   T h is   cu s to m ized   ap p licatio n   u s es  d r awin g   lan g u ag th at  c o n v e r ts   h an d   s k etch es  o n   m ater ials   to   m ac h in lan g u ag e   f o r   th e   cu ttin g   o p e r atio n .     T h life   cy cle  o f   a   m ac h in e   in clu d es  th d esig n ,   m an u f ac tu r e,   in s tallatio n ,   an d   co m m is s io n in g   [ 1 9 ] [ 2 0 ] .   T h is   w o r k   p r esen ts   t h l if cy cle   o f   o n e - s q u ar e - m et er   C NC   m illi n g   m ac h in e.   I was  in s p ir ed   b y   t h e   r ec u r r en n e ed   f o r   h ig h - v o lu m p r ec is io n   cu ttin g   f o r   p r o j ec ts   in   th d ep ar tm en t.  Ho we v er ,   th d ep a r tm en t   ca n n o a f f o r d   a   n ew  C NC   m illi n g   m ac h in e ,   s o   t h ad d itiv e   m an u f ac tu r in g   lab o r ato r y   r ai s ed   team   m ain ly   f r o m   th ad d itiv m an u f ac tu r in g   r esear ch   g r o u p   to   d ev elo p   o n e.   T h d etailed   d esig n ,   m an u f ac tu r in g ,   an d   test in g   o f   th C NC   m ac h in a r p r esen ted .   Similar   r esear c h   h as  b ee n   co n d u cte d   in   r esp o n s to   th n ee d .   Fo r   ex am p le,   B u k h a r et  a l.   [ 2 1 ]   a n d   Ng ad i y o n o   et  a l.   [ 2 2 ]   p r es en ted   cu s to m - s ized   C NC   en g r av in g   m ac h in f o r   ac r y lic  p r o d u cts,  u n d er s co r in g   th p ec u liar ity   o f   ap p licatio n   an d   n ee d   b ased   C NC   m ac h in e   d ev elo p m en t.          2.   M E T H O   T h is   s ec tio n   d is cu s s es  th m ater ials   an d   m et h o d s   u s ed   to   d esig n   an d   d ev el o p   t h C NC   m illi n g   m ac h in e.   I also   p r esen ts   th e   ca lib r atio n   an d   test in g   p r o c ed u r es.  T h ese  d escr ip ti o n s   e n s u r clar ity   in   th d ev elo p m e n t p r o ce s s   an d   r elia b ilit y   in   th ev alu atio n   r esu lts .       2 . 1 .     M a t er ia ls   T h C NC   m illi n g   m ac h in was  m ad o f   m ec h an ical,   elec tr ical,   an d   elec tr o n ic  p ar ts .   Me ch an ical  p ar ts ,   wh ich   ar th b u lk   o f   th m ater ials   u s ed ,   f o r m   th s tr u ctu r al  f r am e,   en s u r s tab ilit y ,   an d   g u id th e   m o v em en t   o f   th a x es.  T h e   e lectr ical  an d   elec tr o n ic  p ar ts   g iv p o wer   to   th e   m o v i n g   p a r ts   an d   th cu ttin g   o p er atio n .   T h ese   p ar ts   wer e   in ter co n n ec ted   with   m is ce llan eo u s   p a r ts   to   f o r m   th e   co m p lete  m ac h in e.   Ho wev er ,   th m aj o r   m ater ials   u s ed   ar d escr ib e d   in   T ab le  1 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I AE I n J   R o b   &   A u to m   I SS N:   2722 - 2 5 8 6         E va lu a tin g   th d ev el o p men t a n d   cu ttin g   ca p a city  o f a   o n e - s q u a r e   co mp u ter    ( Olu w a s eu n   K a yo d A ja yi )   453   T ab le  1 .   Ma jo r   m ater ials   u s ed   f o r   th d ev elo p m en t o f   th C NC   m illi n g   m ac h in e   P a r t   D e scri p t i o n   N e ma  2 3   st e p p e r   mo t o r s   F o r   n a v i g a t i o n   a n d   c o n t r o l l e d   m o v e m e n t   o f   t h e   a x e s   Le a d   s c r e w   M o v e me n t   o f   t h e   x   a n d   Y   a x e s   X t r e me  p o l y c a r b o n a t e   C - w h e e l s   En d   s u p p o r t s f o r   t h e   Y - a x i s   C - B e a a l u mi n i u m   p r o f i l e   G u i d e   a n d   su p p o r t   f o r   t h e   Y   a n d   a x e s   A r d u i n o   M i c r o c o n t r o l l e r   Le a d   p l a t e   F r a me  f o r   t h e   v e r t i c a l   st r u c t u r e   S p a c e r s   To   h o l d   p a r t s   t o g e t h e r   f o r   e a s y   r e l a t i v e   m o v e me n t s   S B R   l i n e a r   r a i l s   G u i d e   r a i l   f o r   t h e   Y - a x i s   Li mi t   sw i t c h e s   S e t   b o u n d a r i e s fo r   t h e   a x e s   m o v e me n t s   Li n e a r   r a i l   b l o c k s   G u i d e   r a i l   f o r   t h e   X - a x i s   S B R 1 6   l i n e a r   r a i l   G u i d e   r a i l   f o r   t h e   Z - a x i s   Emerg e n c y   st o p   sw i t c h   To   a l t   t h e   o p e r a t i o n   i n   c a se  o f   a n   e m e r g e n c y   Th r u s t   b e a r i n g   To   s u p p o r t   t h e   r a i l s a n d   b e a ms   C - B e a e n d   p l a t e s   S u p p o r t   f o r   t h e   C - b e a ms       2 . 1 . 1 .   Det a iled 3 D   mo delin g   a nd   a s s em bly   s im ula t io n   T h C NC   m illi n g   m ac h in was  co n ce p tu alize d   as  3 - a x is   co n f ig u r atio n   with   m o v in g   g a n tr y ,   d esig n ed   f o r   m o v em en a n d   o p er atio n   t h r o u g h   a   s cr ew - d r iv en   m ec h a n is m   th at  is   o f   t h r ig h s ize.   T h e   d etailed   v iew  o f   th e   3 m o d el   is   p r esen ted   in   Fig u r e   1 .           Fig u r 1 Or th o g r a p h ic  v iew  o f   th C NC   m illi n g   m ac h in m o d el       2 . 2 .     Desig wo r k f lo   E x ce p tio n al  d esig n   is   n o t a n   i n s tan tan eo u s   ac h iev em e n t . I t e m er g es th r o u g h   iter ativ e   r ef in em en t a n d   r ig o r o u s   test in g   to   ass u r its   p r ac ticality .   T h is   s ec tio n   d etails th elec tr ical  d esig n   an d   d esi g n   ca lcu latio n s .     2 . 3 .     E lect rica l   des ig n   T h elec tr ical  d esig n   in v o lv es  ch o r eo g r ap h in g   th ex ac m o v em en ts   o f   s tep p er   m o to r s   to   im p lem en t   s af ety   p r o to co ls   an d   em b e d d i n g   u s er   in ter f ac es.  T h is   in tr icate   in ter p lay   o f   elec tr ical  d esig n   s er v es  as  th k ey s to n e,   g u ar a n teein g   th e   C NC   m illi n g   m ac h in e s   h a r m o n io u s   o p er atio n   an d   ac h iev i n g   th e   p in n ac le   o f   f u n ctio n ality   a n d   ef f icien cy .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 7 2 2 - 2 5 8 6   I AE I n J   R o b   &   A u to m Vo l .   14 ,   No .   3 Sep tem b er   20 25 :   45 1 - 46 2   454   Fig u r 2   s h o ws  th e   elec tr ical   d esig n   wir in g ,   wh ich   en c o m p ass es  r an g e   o f   v ital   co m p o n en ts   th at   in clu d f o u r   Step p er   m o to r s ,   f o u r   T B 6 6 0 0   s tep p er   m o to r   d r i v er s ,   an   Ar d u in o   Un o ,   an   Ar d u in o   Un o   s h ield ,   p o wer   s u p p ly ,   an   em e r g en c y   s to p   s witch ,   r o u ter ,   p o wer   s witch es,  an d   an   AC   p o wer   co n n ec to r   as  s h o wn   in   Fig u r 3 .           Fig u r 2 .   W ir in g   s ch em atics           Fig u r 3 .   E lectr ic  b o x       2 . 4 .     Desig n c a lcula t io ns     T h d esig n   f o r   p ar ts ,   elec tr ic al  cir cu it,  lead   s cr ews,  an d   p o wer   r eq u ir em en a r p r esen ted   in   th is   s ec tio n .   E ac h   c o m p o n en is   e x p lain ed   t o   h i g h lig h its   f u n c tio n   an d   co n tr ib u tio n   to   t h o v er all  s y s tem .   T h e   d escr ip tio n s   aim   to   p r o v id e   clea r   u n d e r s tan d in g   o f   th m a ch in e s   s tr u ctu r an d   o p er atio n al  n ee d s .     2 . 4 . 1 .   M a t hem a t ic a l c a lcula t io ns   f o pa rt s   re qu irem ent s   T h is   s ec tio n   p r esen ts   th m a th em atica r elatio n s   f o r   th e   d esig n .   T h m ath e m atica ca lcu latio n   is   s u m m ar ized   in   T ab le  2 .   T h s tr u ctu r al  an aly s is   o f   th f r a m was  d esig n ed   f o r   s tab ilit y ,   lo ad   b ea r in g ,   an d   v ib r atio n   p r ev e n tio n .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I AE I n J   R o b   &   A u to m   I SS N:   2722 - 2 5 8 6         E va lu a tin g   th d ev el o p men t a n d   cu ttin g   ca p a city  o f a   o n e - s q u a r e   co mp u ter    ( Olu w a s eu n   K a yo d A ja yi )   455   T ab le  2 .   Ma th em atica l c alcu la tio n s   f o r   p a r t d esig n s   A c t i v i t y   Eq u a t i o n s   V a l u e   M o t o r   se l e c t i o n        =                      =    =     ×   8 2   12 . 5664      = = = 4 . 5499 16 . 6992     .    To r q u e   r e q u i r e m e n t   f o r   t h e   a x i s   To t a l   w e i g h t   t r a n sv e r se  f o r   Y   a x i s ,   w h i c h   i n c l u d e r o u t e r ,   r o u t e r   h o l d e r ,   b a c k p l a t e   a n d   S B R 1 2 U U   b l o c k ,   i 5   kg   Th e   ma x i mu m   l o a d   w o u l d   b e   t h e   n e t   a x i a l   f o r c e   d u r i n g   u p w a r d   m o t i o n .     =        × 2  =  .  × ×  × .      0 . 071    To r q u e   r e q u i r e m e n t   f o r   t h e   X   a x i s   Th e   ma x i mu m   l o a d   w o u l d   b e   t h e   a x i a l   f o r c e   d u r i n g   c o n s t a n t   a c c e l e r a t i o n   o n   t h e   X   a x i s.     =        × 2  = 54 . 373 × 2 × 10 3 2 × 0 . 265     0 . 0653    To r q u e   r e q u i r e m e n t   f o r   Y   a x i s   Th e   ma x i mu m   l o a d   w o u l d   b e   t h e   a x i a l   f o r c e   d u r i n g   c o n s t a n t   a c c e l e r a t i o n   o n   t h e   Y   a x i s.          =  +    = ( 0 . 3 × 31 × 9 . 81 ) + ( 31 × 2 )   0 . 184      =        × 2  = 153 . 233 × 2 × 10 3 2 × 0 . 265   P o w e r   r e q u i r e m e n t s   H a v i n g   4   N e m a   2 3   m o t o r s ra t e d   a t   2 . 8   A   i n   a   p a r a l l e l   c o n n e c t i o n   t h e r e f o r e :                     = 4 × 2 . 8   11 . 2     A   c o mm o n   p r a c t i c e   i t o   a d d   a   1 0 - 2 0 %   mar g i n   t o   t h e   c a l c u l a t e d   p o w e r   r e q u i r e me n t s.   A d d i n g   a   s a f e t y   m a r g i n   o f   2 0 %   = 1 . 2 × 11 . 2   S i n c e   t h i i s t h e   p o w e r   su p p l y   n e e d e d ,   w e   u se d   a   p o w e r   su p p l y   r a t e d   a t   2 4   W ,   1 4 . 6 8   A ,   w h i c h   i s s u f f i c i e n t   f o r   o u r   m o t o r s   n e e d .   1 3 . 44     =             = 9 . 81 2 , =       = 2 2   .       2 . 4 . 2 .   Desig n o f   lea d scre ws  f o Y - A xis   lead   s cr ew  le n g th   o f   1 0 0 0   m m   was  co n s id er e d .   T h e   weig h o f   th e   m o to r   will  ac t   v er tically   d o wn war d   to war d s   th s h af t.  T h f o r ce   ac tin g   o n   th lead   s cr ew  is   th we ig h o f   th r o u t er   an d   th weig h o f   th b lo ck   to   m o u n t th r o u ter ,   wh ich   ac t o n   th lead   s cr ew  at   th ce n ter .   T h weig h t o f   th b lo ck   o n   wh ich   th e   r o u ter   is   m o u n ted   is   3 1   k g .   th d esig n   ca lcu latio n s   ar e   p r es en ted   in   ( 1 ) - ( 6 ) .   He n ce ,   T o tal   weig h t = W eig h o f   th r o u ter   W eig h t o f   th e   b lo ck   o n   wh ic h   th m o to r   is   m o u n ted   ( Gan tr y ) = 3 1   Kg = 3 0 4 . 1 1   N .       = 0   ( 1 )     +   = 31   × 9 . 81 = 304 . 11       ( 2 )       = 0   ( 3 )     304 . 11   × 500   × 1000 = 0     ( 4 )     = 152 . 055     ( 5 )     = 304 . 11 152 . 055 = 152 . 055       ( 6 )     2 . 4 . 3 .   Desig n   o f   lea d scre ws  f o X - Ax is   T h lead   s cr ew  g u id es  th d r illi n g   h ea d   in   x   d ir ec tio n ,   i.e . ,   i n   th h o r iz o n tal  d ir ec tio n .   Fo r ce s   ac tin g   o n   th lead   s cr ew  ar th wei g h o f   th Z   Ax is   b u ild   ( i.e . ,   th m o to r   o f   th Z   ax is ,   R o u ter ,   SB R   r ails ,   an d   Gu id ed   r ails ) .   T h e   d esig n   ca lc u latio n s   ar p r esen ted   in   ( 7 )   to   ( 12 ).     W eig h t o f   th Z   Ax is = 1 1   k g = 1 0 7 . 9 1         = 0   ( 7 )     +   = 107 . 91     ( 8 )       = 0   ( 9 )     107 . 91   × 500   × 1000 = 0     ( 1 0 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 7 2 2 - 2 5 8 6   I AE I n J   R o b   &   A u to m Vo l .   14 ,   No .   3 Sep tem b er   20 25 :   45 1 - 46 2   456   = 53 . 955     ( 1 1 )     = 107 . 91 53 . 955 = 53 . 955       ( 1 2 )     2 . 4 . 4 .   P o wer   re qu irem ent     T h p r im a r y   p o wer   c o n s u m er s   in   C NC   m illi n g   m ac h in e   a r th m o to r s   r esp o n s ib le  f o r   m o v in g   th e   v ar io u s   ax es ( X,   Y,   Z ) .   C NC   m ac h in es r eq u ir co n tr o l e lectr o n ics,  in clu d in g   m icr o co n tr o ller ,   m o to r   d r iv er s ,   an d   o th er   a u x iliar y   c o m p o n en t s .   I t a ls o   co n s is ts   o f   co o lin g   s y s tem s   to   m ain tain   th o p tim al  tem p er atu r o f   th e   m o to r s   an d   c u ttin g   to o ls .   I t   i s   ad v is ab le  to   in clu d a   s af ety   m ar g in   f o r   p o wer   ca lcu lati o n s   to   ac co u n f o r   u n ex p ec te d   p o wer   s u r g es,  s tar t - u p   cu r r en ts ,   an d   o th er   v ar iati o n s .       3.   RE SU L T S   3 . 1 .     M a chine per f o rm a nce  e v a lua t io n   Ma ch in p er f o r m an ce   e v alu at io n   en tails   an aly zin g   th C NC   m illi n g   m ac h in e s   ca p ab ilit ie s   in   ter m s   o f   p r ec is io n ,   s p ee d ,   r e p ea tab il ity ,   s u r f ac f in is h ,   an d   o v er all   o u tp u q u ality .   T h is   ass es s m e n in v o lv es  test in g   th m ac h in e s   ab ilit y   to   m ee d esig n   s p ec if icatio n s ,   ac h iev d esire d   to ler an ce s ,   an d   p r o d u c co n s is ten r esu lts   ac r o s s   v ar io u s   m ater ials   an d   m ac h in in g   o p e r atio n s .   GB R L   o p en   s o f twar is   u s ed   to   e x tr a ct  th G - co d f r o m   th C AD  d r awin g ,   wh ich   is   th en   s en to   th C NC   m ac h in f o r   th r e q u ir ed   o p er atio n .   T h e   s p ec if icatio n   o f   th e   m ajo r   p ar ts   b ased   o n   th e   d esig n   ca lcu latio n s   is   p r esen ted   in   T ab le  3 .         T ab le  3 .   Sp ec if icatio n s   o f   p ar t s   S / N   C o m p o n e n t s   S p e c i f i c a t i o n s   1   Le a d   S c r e w   X - a x i s   Le n g t h :   1 0 0 0   mm ,   D i a m e t e r :   8   mm   Y - a x i s   Le n g t h :   1 0 0 0   mm ,   D i a m e t e r :   8   mm   Z - a x i s L e n g t h :   3 6 5   m m,  D i a m e t e r :   8   mm   2   A l u m i n u m P l a t e s   Th i c k n e ss:   1 0   mm   3   S B R 1 2 U U   Li n e a r   B l o c k s   F i x e d   mo d e   o f   sl i d i n g   b l o c k :   L o c k i n g   t y p e   R a i l   s h a f t   d i a me t e r :   1 2   mm   u se d   f o r   Z   a x i s   4   S B R 1 2   Li n e a r   R a i l s   Le n g t h :   3 0 0   m m   W i d t h :     3 2   mm   S h a f t   d i a m e t e r :   1 2   mm   7   S t e p p e r   M o t o r   D r i v e r   Ty p e :   T B 6 6 0 0   O p e r a t i n g   v o l t a g e :   9 4 0   V   D C   O u t p u t   C u r r e n t :   0 . 7 - 4 . 0   A   P u l s e   i n p u t   f r e q u e n c y :   u p   t o   2 0   k H z   5   V   l e v e l s i n p u t   s i g n a l   2 0 0 6 4 0 0   p u l se  p e r   r e v o l u t i o n   Lo g i c   si g n a l   c u r r e n t :   8 1 5   mA   O u t p u t   c u r r e n t   se l e c t a b l e   i n   8 - s t e p v i a   D I P   sw i t c h e s   S u i t a b l e   f o r   2   a n d   4   p h a s e   m o t o r s   15   N EM A   2 3   5 7   m m St e p p e r   M o t o r   V o l t a g e   R a t i n g :   3 . 2   V   C u r r e n t   R a t i n g :   2 . 8   A   S t e p   A n g l e :   1 . 8   d e g .   S t e p s Per  R e v o l u t i o n :   2 0 0   N o .   o f   P h a ses :   4   M o t o r   Le n g t h :   7 8 . 7 4   mm   N o .   o f   L e a d s:   4   I n d u c t a n c e   P e r   P h a s e :   3 . 6   mH   16   W o o d   Tr i mm e r   R o u t e r   R a t e d   p o w e r   i n p u t :   6 5 0   W   R a t e d   V o l t a g e :   2 2 0 - 2 4 0   V   R a t e d   F r e q u e n c y :   5 0 / 6 0   H z   N o   L o a d   s p e e d :   3 0 0 0   r e v / mi n   C o l l e c t   c h u c k   D i a me t e r :   6   mm       3 . 2 .     M a chini ng   prec is io n a n d t o lera nce   T h p r ec is io n   o f   th C NC   m il lin g   m ac h in was  ev id en in   its   co n s is ten d im en s io n al  ac cu r ac y   wh en   cr ea tin g   v ar ie d   test   co m p o n e n ts .   T h is   in s p ec tio n   was  d o n e   u s in g   an   ac c u r ate  d ig ital  ca li p er .   T h e   m ea s u r ed   av er ag v a r iatio n   f r o m   th e   d esire d   d im en s io n s   was  well  co n tain ed   with in   m ar g in   o f   ± 0 . 0 2   m m .   Fu r th er m o r e ,   th C NC   m illi n g   m ac h in was  test ed   f o r   to le r an ce   ca p ab ilit ies  b y   m a k in g   co m p o n en ts   d ef in ed   b y   co m p licated   f ea tu r es  a n d   r ig o r o u s   d im en s io n al  t o ler a n ce s .   C o m p ar ativ m ea s u r e m en ts   d o n a g ain s r ef er en ce   d im e n s io n s   p r o v e d   th m ac h in e s   ad h er en ce   to   s tip u lated   to ler an ce s ,   with   v ar ian ce s   f o u n d   well  with in   p er m is s ib le  b o u n d ar ie s .   T h is   s u b s tan tiate s   th m ac h in e s   co n s is ten ab ilit y   to   m ee h ig h   to ler an ce   cr iter ia  an d   en a b les th p r o d u c tio n   o f   ac c u r ate  an d   p r ec is co m p o n e n ts   as p r esen ted   in   T ab l es 4   an d   5 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I AE I n J   R o b   &   A u to m   I SS N:   2722 - 2 5 8 6         E va lu a tin g   th d ev el o p men t a n d   cu ttin g   ca p a city  o f a   o n e - s q u a r e   co mp u ter    ( Olu w a s eu n   K a yo d A ja yi )   457   T ab le  4 .   D r illi n g   test   o n   th z - ax is   D r i l l i n g   t e s t   1 st   r e a d i n g   ( mm )   2 n d   r e a d i n g   ( mm )   3 r d   r e a d i n g   ( mm )   1   0 . 9 8   1 . 0 2   1 . 0 0   2   1 . 9 8   2 . 0 2   2 . 0 0       T ab le  5 .   P r ec is io n   test   o n   x - ax is   P o c k e t   t e st   ( mm )   1 st   r e a d i n g   ( mm )   2 n d   r e a d i n g   ( mm )   3 r d   r e a d i n g   ( mm )   1 0 . 0 0   9 . 9 8   1 0 . 0 2   1 0 . 0 0   2 0 . 0 0   2 0 . 0 0   2 0 . 0 0   2 0 . 0 0   2 5 . 0 0   2 4 . 9 8   2 5 . 0 2   2 5 . 0 0   4 0 . 0 0   4 0 . 0 0   4 0 . 0 0   4 0 . 0 0   5 0 . 0 0   5 0 . 0 0   5 0 . 0 2   5 0 . 0 0       3 . 3 .     M a t er ia l - s pecif ic  o bs er v a t io ns   3 . 3 . 1 .   Wo o d   Few  th in g s   to   co n s id er   in   m ac h in in g   w o o d   ar th e   g r ai n   o r ien tatio n ,   g r ain   p atter n ,   w o o d   d en s ity   an d   m o is tu r co n te n t.  T h ese  co n s i d er atio n s   d eter m in th e   ch o ice  o f   m ac h in in g   p ar am eter s   s u ch   as  f ee d   r ate,   to o l   ty p e,   an d   c u ttin g   d e p th .   W r o n g   s elec tio n   o f   th ese  p ar am eter s   ca n   r esu lt in   s p latter in g ,   tear in g   o u t,  an d   r o u g h   s u r f ac f in is h .   T h is   ca n   m ak p o s tp r o ce s s in g   d if f icu lt o r   e v e n   im p o s s ib le  [ 2 3 ] .   T h ch o ice  o f   s ea lan t,  wh eth er   p o ly u r et h an e,   v a r n is h ,   o r   o il,  ex ten d s   th wo o d s   lo n g ev it y   an d   ac ce n tu ates  its   n atu r al  b ea u ty .   s am p le   m illi n g   o p er atio n   s h o win g   th cu ttin g   p r o ce s s   an d   f in al  p r o d u ct  is   p r esen ted   in   Fig u r es 4   a n d   5 .           Fig u r 4 .   Z - ax is   r o u te r   h o l d er   m illi n g   o p er atio n       Fig u r 5 .   C u t - o u t w o o d   o f   t h x - ax is   r o u te r   h o l d er       3 . 3 . 2 .   P la s t ic   W h en   m ac h in in g   p last ics,  m an ag in g   h ea g e n er atio n   is   cr itical.   Un lik m etals,  p las tics   h av lo wer   h ea r esis tan ce ,   an d   ex ce s s iv e   h ea ca n   lead   t o   m eltin g ,   war p in g ,   a n d   r o u g h   s u r f ac e   f in i s h es.  Ob s er v atio n s   s u g g est  th at  o p tim izin g   cu ttin g   p ar am eter s   s u ch   as  f ee d   r ates,  s p in d le  s p ee d s ,   an d   d ep th   o f   cu ts   ca n   h elp   m an ag h ea b u ild u p   an d   p r o d u ce   clea n ,   p r ec is cu ts   with o u co m p r o m is in g   th e   in teg r i ty   o f   th e   m ater ial.   C lam p in g   an d   f ix tu r i n g   p la y   cr u cial  r o le  wh en   m ac h in in g   p last ics  [ 2 4 ] ,   [ 2 5 ] .   Ob s e r v atio n s   s h o th at   ad ap tin g   cu ttin g   s tr ateg ies  to   th s p ec if ic  p last ic  ty p en h an ce s   m ac h in in g   p r ec is io n   an d   r ed u ce s   th r is k   o f   is s u es  lik m eltin g   o r   c h ip p in g   [ 2 1 ] .   T h e   cu ttin g   o f   p ar ts   f o r   r o b o tic  ar m   is   p r esen ted   i n   Fig u r es  6   a n d   7   t o   d em o n s tr ate  th p er f o r m an ce   o f   ac r y lic  i n   th m illi n g   p r o ce s s .   Sam p les  o f   d r illi n g   te s t,  p o ck et  test   with   s m iley   cu t o n   wo o d   an d   ac r y lic  ar p r esen ted   i n   Fig u r es 8   t o   1 1 ,   r esp ec tiv el y .           Fig u r 6 .   T h cu ttin g   p r o g r ess   o f   th r o b o tic  a r m   p a r ts       Fig u r 7 .   T h ass em b led   r o b o t ic  ar m     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 7 2 2 - 2 5 8 6   I AE I n J   R o b   &   A u to m Vo l .   14 ,   No .   3 Sep tem b er   20 25 :   45 1 - 46 2   458           Fig u r 8 .   T h d r illi n g   test   Fig u r 9 .   Po c k et  test                 Fig u r 1 0 .   Sm iley   s h ap cu t te s t o n   wo o d   Fig u r 1 1 .   Sm iley   s h ap cu t te s t o n   ac r y lic       3 . 3 . 3 .   Co m pa r a t iv a na ly s is   o f   wo o d a nd   a cr y lic   C NC   m illi n g   m ac h in es  ca n   b u s ed   f o r   m ac h in in g   wo o d   an d   p last ic,   b u u n d e r s tan d in g   th e   d if f er en ce s   is   c r u cial  f o r   ac h i ev in g   o p tim al  r esu lts   [ 1 4 ] ,   [ 2 3 ] .   W o o d   m ac h in in g   in v o lv es  ad ju s tin g   to o ls   to   ac co m m o d ate   v ar iatio n s   i n   g r ain   p atter n s ,   d en s ity ,   an d   m o is tu r co n ten t,  w h ile  h ea c o n tr o is   ess en tial  to   p r ev en b u r n i n g   o r   war p in g .   C h ip   ev ac u atio n   is   also   v ital  f o r   ac h iev in g   s m o o th   s u r f ac e   f in is h .   T ec h n iq u es  lik s an d in g   ar e   n ec ess ar y   f o r   p r o jects r eq u ir i n g   ae s th etics.   C o n v er s ely ,   p last ic  m ac h i n in g   r eq u ir es  s p ec ialized   to o ls ,   s u c h   as  s in g le - f lu te   en d   m ills   o r   s p ir al  O   f lu te  cu tter s ,   to   av o id   is s u es  s u ch   as  m eltin g   an d   ch ip p in g .   Hea m an ag em en t   is   cr itical  d u to   p last ics   lo wer   h ea t r esis tan ce   co m p ar ed   to   m etals.  T h co m p ar ativ e   p er f o r m an ce   an d   p ar am eter s   ar e   p r e s en ted   in   T ab le  6 .       T ab le  6 .   C o m p a r ativ p er f o r m an ce   an d   p ar am eter s   f o r   wo o d   an d   p last ic   P r o p e r t y   W o o d   P l a st i c   R o t a t i o n   f r e q u e n c y   ( n   ( r p m) )   1 0 0 0 0   1 0 0 0 0   A d v a n c e   S p e e d   ( F   ( mm /   s) )   0 . 1 5   0 . 1 5   C u t t i n g   S p e e d   ( V c ( m/   mi n ) )   5 0 8   2 0 5   D e p t h   o f   c u t   ( a   ( mm ) )   2   3       4.   CO NCLU SI O NS   T h p r o ce s s   o f   d esig n in g   t h C NC   m illi n g   m ac h in h as   b ee n   a n   ex ce p tio n al  ac h iev em en th at  em b o d ies  th s y n th esis   o f   cr ea tiv ity ,   en g in ee r in g   ex p er tis e,   an d   r elen tles s   p r o b lem - s o l v in g .   T h r o u g h   th e   co llectiv ef f o r ts   o f   o u r   team ,   we  d e v elo p ed   d esig n   th at  ef f o r tles s ly   m er g es  m ec h a n ical  ac cu r ac y   with   in tellig en t c o n tr o l,   r esu ltin g   in   th co n s tr u ctio n   o f   a   s tu r d y   a n d   h ig h ly   ef f icien t m illi n g   to o l.   Fro m   its   in ce p tio n ,   th C NC   m illi n g   m ac h in was  cr ea ted   to   s tr ik h ar m o n io u s   b alan c b etwe en   ec o n o m ic  e f f icien cy   a n d   s tr u c tu r al  in teg r ity .   T h d esig n   iter atio n s   an d   p r ec is s im u latio n s   h av tr a n s f o r m e d   th is   g o al  in to   cu ttin g - ed g e   m ac h in th at  co n n ec ts   with   c o n tem p o r ar y   i n d u s tr ial  d em a n d s .   T h d e v elo p e d   m ac h in is   p o s itio n ed   to   m a k r ea im p ac ac r o s s   v ar ie d   in d u s tr ies,  r an g i n g   f r o m   r a p id   p r o t o ty p in g   to   p r ec is io n   m a n u f ac tu r in g .   Ou r   jo u r n ey   d o es  n o t   f in is h   h er e;  it  p r o v id es   th f r am ew o r k   f o r   co n tin u al   ad v an ce m e n ts ,   co n tin u o u s   r ef i n em en t,  an d   an   u n wav er in g   p u r s u it  o f   ex ce llen ce   as  we  co n tin u to   s tr etch   th e   b o u n d ar ies  o f   o u r   d esig n s   p o ten tial.  T h m ac h in h as  d em o n s tr ated   h ig h   p er f o r m an ce   c u ttin g   o n   wo o d   an d   p last ic  m ater ials .   C o n ti n u o u s   i m p r o v e m e n t   is   an   in tr i n s i c   as p ec t   o f   t h e   d esig n   p r o c ess ,   as   n o   d esi g n   is   d e v o i d   o f   im p e r f ec t io n s .   C o n s e q u e n t ly ,   c o n s is te n t   cy cle   o f   c r e ati v e   d esi g n   it er ati o n s   b ec o m es   i m p er ati v e.   T h er e   is ,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I AE I n J   R o b   &   A u to m   I SS N:   2722 - 2 5 8 6         E va lu a tin g   th d ev el o p men t a n d   cu ttin g   ca p a city  o f a   o n e - s q u a r e   co mp u ter    ( Olu w a s eu n   K a yo d A ja yi )   459   h o we v e r ,   r o o m   f o r   i m p r o v em e n t i n   t h d esi g n   a n d   d e v el o p m en t   o f   t h e   3 - a x is   m i lli n g   m ac h i n e .   F u t u r w o r k s   to   en h a n ce   t h e   C NC   m illi n g   m a ch i n e s   p e r f o r m a n c a n d   v e r s atili ty   in cl u d e   i n t r o d u c in g   a   f o u r t h   a x is   f o r   m o r f le x i b l m a n u f ac t u r i n g ,   ad o p t io n   o f   a u t o m ati o n   a n d   A I / M L   f o r   t h e   c o n t r o o f   p r o d u c ti o n   a n d   t o o ch an g e,   d e v e lo p m e n t   o f   a   p o r t ab le   v er s io n ,   a n d   r ec o n f i g u r i n g   f o r   o th e r   m a n u f ac tu r i n g   p r o ce s s es,   s u c h   as  lase r   c u tt in g .       ACK NO WL E DG M E N T S   T h is   wo r k   was  p r o d u ct   o f   t h C o m p u ter   Nu m er ic  C o n tr o m eth o d   f o r   en g r a v in g ,   d r illi n g ,   b o r i n g ,   an d   ca r v i n g   in   m a n u f ac tu r in g   an d   d esig n   p r ac tice ,   with   Paten n u m b e r   NG/PTN C /2 0 2 4 /1 1 0 5 0   o f   Feb r u ar y   1 2 ,   2 0 2 4 ,   s ea led   o n   Feb r u ar y   2 9 th ,   2 0 2 4       F UNDING   I NF O R M A T I O N   T h is   wo r k   was  s p o n s o r ed   th r o u g h   th Me r g ed   T etf u n d   I n t er v en tio n   in   R esear ch   Pro ject  ( R P)  2 0 2 3   I B R   G R ANT .       AUTHO CO NT RI B UT I O NS ST A T E M E N T     T h is   jo u r n al  u s es  th C o n tr ib u to r   R o les  T ax o n o m y   ( C R ed iT)   to   r ec o g n ize  in d iv id u al  au th o r   co n tr ib u tio n s ,   r ed u ce   au th o r s h ip   d is p u tes,  an d   f ac ilit ate  co llab o r atio n .     Na m o f   Aut ho r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   Olu waseu n   Kay o d e   Ajay i                               Ay o d ele  T em ito p e   Oy en ir an                               Sh en g zh i D u                               B ab af em Olam id Ma lo m o                               Ko lawo le  Olu waseu n   Alao                               Qu ad r Ay o m id e   Om o to s h o                               Ma r v ello u s   Olu wad am ilar Fawo le                               Ay o m id I s aiah   L asak i                               Go d win   T h o m p s o n                                 C     C o n c e p t u a l i z a t i o n   M     M e t h o d o l o g y   So     So f t w a r e   Va     Va l i d a t i o n   Fo     Fo r mal   a n a l y s i s   I     I n v e s t i g a t i o n   R     R e so u r c e s   D   :   D a t a   C u r a t i o n   O   :   W r i t i n g   -   O r i g i n a l   D r a f t   E   :   W r i t i n g   -   R e v i e w   &   E d i t i n g   Vi     Vi su a l i z a t i o n   Su     Su p e r v i s i o n   P     P r o j e c t   a d mi n i st r a t i o n   Fu     Fu n d i n g   a c q u i si t i o n         CO NF L I C T   O F   I N T E R E S T   ST A T E M E NT     Au th o r s   s tate  n o   co n f lict o f   in t er est.       DATA AV AI L AB I L I T   T h au th o r s   c o n f i r m   t h at  th d ata   s u p p o r ti n g   t h e   f i n d in g s   o f   t h is   s t u d y   a r e   a v a ila b l wit h i n   t h e   a r ti cle .       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   M .   S o o r i ,   F .   K .   G h a l e h   Jo u g h ,   R .   D a st r e s,  a n d   B .   A r e z o o ,   S u st a i n a b l e   C N C   m a c h i n i n g   o p e r a t i o n s,  a   r e v i e w ,   S u s t a i n a b l e   O p e r a t i o n a n d   C o m p u t e rs ,   v o l .   5 ,   p p .   7 3 8 7 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . s u s o c . 2 0 2 4 . 0 1 . 0 0 1 .   [ 2 ]   N .   L e e s a k u l ,   A . - M .   O o st v e e n ,   I .   Ei mo n t a i t e ,   M .   L.   W i l s o n ,   a n d   R .   H y d e ,   W o r k p l a c e   4 . 0 :   Ex p l o r i n g   t h e   i m p l i c a t i o n s   o f   t e c h n o l o g y   a d o p t i o n   i n   d i g i t a l   ma n u f a c t u r i n g   o n   a   s u s t a i n a b l e   w o r k f o r c e ,   S u s t a i n a b i l i t y ,   v o l .   1 4 ,   n o .   6 ,   p .   3 3 1 1 ,   M a r .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / s u 1 4 0 6 3 3 1 1 .   [ 3 ]   S .   B a g ,   A .   K .   S a h u ,   P .   K i l b o u r n ,   N .   P i sa,   P .   D h a m i j a ,   a n d   A .   K .   S a h u ,   M o d e l i n g   b a r r i e r o f   d i g i t a l   ma n u f a c t u r i n g   i n   a   c i r c u l a r   e c o n o m y   f o r   e n h a n c i n g   su s t a i n a b i l i t y ,   I n t e r n a t i o n a l   J o u rn a l   o f   Pro d u c t i v i t y   a n d   P e rf o rm a n c e   Ma n a g e m e n t ,   v o l .   7 1 ,   n o .   3 ,   p p .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 7 2 2 - 2 5 8 6   I AE I n J   R o b   &   A u to m Vo l .   14 ,   No .   3 Sep tem b er   20 25 :   45 1 - 46 2   460   8 3 3 8 6 9 ,   M a y   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 8 / i j p p m - 12 - 2 0 2 0 - 0 6 3 7 .   [ 4 ]   F .   D e   F e l i c e ,   C .   S a l z a n o ,   I .   B a f f o ,   A .   F o r c i n a ,   a n d   A .   P e t r i l l o ,   T o w a r d a   su s t a i n a b l e   d i g i t a l   m a n u f a c t u r i n g :   A   s t a t e   o f   a r t ,   Pro c e d i a   C o m p u t e r   S c i e n c e ,   v o l .   2 3 2 ,   p p .   1 9 1 8 1 9 2 9 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . p r o c s. 2 0 2 4 . 0 2 . 0 1 4 .   [ 5 ]   R .   R a h m a t u l l a h ,   A .   A m i r u d d i n ,   a n d   S .   L u b i s,  Ef f e c t i v e n e ss  o f   C N C   t u r n i n g   a n d   C N C   mi l l i n g   i n   ma c h i n i n g   p r o c e s s,   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   Ec o n o m i c ,   T e c h n o l o g y   a n d   S o c i a l   S c i e n c e ( I n j e c t s) ,   v o l .   2 ,   n o .   2 ,   p p .   5 7 5 5 8 3 ,   O c t .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 5 3 6 9 5 / i n j e c t s . v 2 i 2 . 6 1 0 .   [ 6 ]   K. - C .   Y a o ,   D . - C .   C h e n ,   C . - H .   P a n ,   a n d   C . - L .   Li n ,   T h e   d e v e l o p m e n t   t r e n d o f   c o m p u t e r   n u mer i c a l   c o n t r o l   ( C N C )   mac h i n e   t o o l   t e c h n o l o g y ,   M a t h e m a t i c s ,   v o l .   1 2 ,   n o .   1 3 ,   p .   1 9 2 3 ,   J u n .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / mat h 1 2 1 3 1 9 2 3 .   [ 7 ]   A .   M .   M a m a d j a n o v ,   S .   M .   Y u s u p o v ,   a n d   S .   S a d i r o v ,   A d v a n t a g e s a n d   t h e   f u t u r e   o f   C N C   mac h i n e s,   S c i e n t i f i c   P ro g r e ss ,   2 0 2 1 .   [ 8 ]   S .   R . ,   R .   J .   H .   N . ,   S .   K .   J.,   a n d   G .   M .   K r o l c z y k ,   A   c o mp r e h e n s i v e   r e v i e w   o n   r e s e a r c h   d e v e l o p me n t o f   v e g e t a b l e - o i l   b a se d   c u t t i n g   f l u i d s   f o r   su s t a i n a b l e   m a c h i n i n g   c h a l l e n g e s,   J o u r n a l   o f   M a n u f a c t u ri n g   Pro c e ss e s ,   v o l .   6 7 ,   p p .   2 8 6 3 1 3 ,   J u l .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . j m a p r o . 2 0 2 1 . 0 5 . 0 0 2 .   [ 9 ]   A .   A .   S n e i n e h ,   W .   A .   S a l a h ,   B .   A .   Z n e i d ,   M .   E l n a g g a r ,   a n d   M .   A b u h e l w a ,   D e v e l o p me n t   a n d   e v a l u a t i o n   o f   a   l o w - c o st   C N C   w o o d   c a r v i n g   ma c h i n e   f o r   a r t i sa n a l   a p p l i c a t i o n s :   I mp l e m e n t a t i o n   o f   C N C   w o o d   c a r v i n g   mac h i n e ,   J o u r n a l   o f   Ro b o t i c s   a n d   C o n t ro l   ( J RC ) ,   v o l .   6 ,   n o .   2 ,   p p .   6 1 5 6 2 3 ,   M a r .   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 8 1 9 6 / j r c . v 6 i 2 . 2 5 5 5 4 .   [ 1 0 ]   S .   M .   A l i   a n d   H .   M o h s i n ,   D e s i g n   a n d   f a b r i c a t i o n   o f   3 - a x e mi n i   C N C   mi l l i n g   m a c h i n e ,   I O C o n f e re n c e   S e r i e s:   M a t e ri a l s   S c i e n c e   a n d   E n g i n e e ri n g ,   v o l .   1 0 9 4 ,   n o .   1 ,   p .   1 2 0 0 5 ,   F e b .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 8 8 / 1 7 5 7 - 8 9 9 x / 1 0 9 4 / 1 / 0 1 2 0 0 5 .   [ 1 1 ]   D .   S .   T h a k u r ,   S .   M .   S .   S h a i k h ,   F .   S .   S h a i k h ,   B .   G .   P a n g a m ,   M .   K .   K h a n ,   a n d   M .   R .   D e sa i ,   D e si g n   a n d   f a b r i c a t i o n   o f   l o w - c o s t   mi n i   C N C   mi l l i n g   m a c h i n e ,   I n t e rn a t i o n a l   Re s e a r c h   J o u r n a l   o f   Mo d e rn i z a t i o n   i n   E n g i n e e ri n g   T e c h n o l o g y   a n d   S c i e n c e ,   v o l .   5 ,   n o .   4 ,   p p .   2 5 8 2 5 2 0 8 ,   2 0 2 3 .   [ 1 2 ]   M .   A y a l a - C h a u v i n ,   F .   S a á ,   R .   R o d r í g u e z ,   C .   D o m è n e c h - M e st r e s ,   a n d   G .   R i b a - S a n m a r t í ,   D e si g n   a n d   c o n st r u c t i o n   o f   a   l o w   c o st   C N C   m i l l i n g   m a c h i n e   f o r   w o o d w o r k i n g ,   i n   A p p l i e d   T e c h n o l o g i e s ,   S p r i n g e r   I n t e r n a t i o n a l   P u b l i s h i n g ,   2 0 2 1 ,   p p .   3 7 9 3 9 0 .   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / 9 7 8 - 3 - 0 3 0 - 7 1 5 0 3 - 8 _ 2 9 .   [ 1 3 ]   Y .   X i a o ,   Z .   Ji a n g ,   Q .   G u ,   W .   Y a n ,   a n d   R .   W a n g ,   A   n o v e l   a p p r o a c h   t o   C N C   ma c h i n i n g   c e n t e r   p r o c e ssi n g   p a r a m e t e r o p t i mi z a t i o n   c o n si d e r i n g   e n e r g y - sav i n g   a n d   l o w - c o st ,   J o u r n a l   o f   M a n u f a c t u r i n g   S y s t e m s ,   v o l .   5 9 ,   p p .   5 3 5 5 4 8 ,   A p r .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . j ms y . 2 0 2 1 . 0 3 . 0 2 3 .   [ 1 4 ]   A .   D e mi r ,   E.   O .   C a k i r o g l u ,   a n d   I .   A y d i n ,   D e t e r mi n a t i o n   o f   C N C   p r o c e s si n g   p a r a met e r f o r   t h e   b e st   w o o d   su r f a c e   q u a l i t y   v i a   a r t i f i c i a l   n e u r a l   n e t w o r k ,   Wo o d   Ma t e r i a l   S c i e n c e   &   E n g i n e e r i n g ,   v o l .   1 7 ,   n o .   6 ,   p p .   6 8 5 6 9 2 ,   M a y   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 8 0 / 1 7 4 8 0 2 7 2 . 2 0 2 1 . 1 9 2 9 4 6 6 .   [ 1 5 ]   V .   S e l v a r a j ,   Z .   X u ,   a n d   S .   M i n ,   I n t e l l i g e n t   o p e r a t i o n   m o n i t o r i n g   o f   a n   u l t r a - p r e c i si o n   C N C   m a c h i n e   t o o l   u s i n g   e n e r g y   d a t a ,   I n t e r n a t i o n a l   J o u rn a l   o f   Pre c i si o n   En g i n e e ri n g   a n d   Ma n u f a c t u r i n g - G re e n   T e c h n o l o g y ,   v o l .   1 0 ,   n o .   1 ,   p p .   5 9 6 9 ,   J u n .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 4 0 6 8 4 - 0 2 2 - 0 0 4 4 9 - 5.   [ 1 6 ]   H .   Y u ,   D .   Y u ,   C .   W a n g ,   Y .   H u ,   a n d   Y .   Li ,   E d g e   i n t e l l i g e n c e - d r i v e n   d i g i t a l   t w i n   o f   C N C   sy s t e m :   A r c h i t e c t u r e   a n d   d e p l o y me n t ,   Ro b o t i c a n d   C o m p u t e r - I n t e g ra t e d   M a n u f a c t u ri n g ,   v o l .   7 9 ,   p .   1 0 2 4 1 8 ,   F e b .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . r c i m. 2 0 2 2 . 1 0 2 4 1 8 .   [ 1 7 ]   D .   Y i p - H o i   a n d   D .   G i l l ,   A d a p t i n g   C A D / C A M   a n d   C N C   c u r r i c u l u t o   a d v a n c e i n   t e c h n o l o g y ,   i n   2 0 2 4   A S EE  An n u a l   C o n f e re n c e   &   Ex p o si t i o n   Pr o c e e d i n g s .   d o i :   1 0 . 1 8 2 6 0 / 1 - 2 -- 4 6 5 1 9 .   [ 1 8 ]   X .   G u i ,   D .   X i a ,   W .   G a o ,   M .   D .   D o g a n ,   M .   La r ss o n ,   a n d   T.   I g a r a sh i ,   D r a w 2 c u t :   D i r e c t   o n - mat e r i a l   a n n o t a t i o n s   f o r   C N C   mi l l i n g ,   i n   Pr o c e e d i n g s   o f   t h e   2 0 2 5   C H I   C o n f e r e n c e   o n   H u m a n   F a c t o rs   i n   C o m p u t i n g   S y s t e m s ,   A p r .   2 0 2 5 ,   p p .   1 1 7 .   d o i :   1 0 . 1 1 4 5 / 3 7 0 6 5 9 8 . 3 7 1 4 2 8 1 .   [ 1 9 ]   M .   K e v i n ,   Li f e   c y c l e   a n a l y si s   o f   c o mp u t e r   n u mer i c a l   c o n t r o l   ( C N C )   m a c h i n e   c o m p o n e n t s,   Am e ri c a n   J o u r n a l   o f   C o m p u t e r   S c i e n c e   a n d   T e c h n o l o g y ,   v o l .   4 ,   n o .   1 ,   p .   1 1 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 6 4 8 / j . a j c s t . 2 0 2 1 0 4 0 1 . 1 2 .   [ 2 0 ]   L.   I .   M a r t i n o v a ,   N .   V   K o z a k ,   I .   A .   K o v a l e v ,   a n d   A .   B .   L j u b i m o v ,   C r e a t i o n   o f   C N C   s y st e m s c o m p o n e n t s fo r   mo n i t o r i n g   m a c h i n e   t o o l   h e a l t h ,   T h e   I n t e r n a t i o n a l   J o u rn a l   o f   A d v a n c e d   M a n u f a c t u r i n g   T e c h n o l o g y ,   v o l .   1 1 7 ,   n o .   7 8 ,   p p .   2 3 4 1 2 3 4 8 ,   A p r .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 0 0 1 7 0 - 021 - 0 7 1 0 7 - 1.   [ 2 1 ]   B .   B u k h a r i ,   T.   Z .   Zu l i a n s y a h ,   a n d   E.   S a p u t r a ,   D e si g n   o f   C N C   e n g r a v i n g   ma c h i n e   p r o d u c t i o n   p r o c e ss   f o r   a c r y l i c   m a t e r i a l   w i t h   w o r k i n g   d i me n si o n s   o f   2 4 0 x 4 0 0   m m ,   J o u r n a l   o f   M e c h a n i c a l   E n g i n e e ri n g   a n d   F a b ri c a t i o n ,   v o l .   1 ,   n o .   1 ,   p p .   1 5 ,   M a r .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 6 4 2 7 3 / j mef. v 1 i 1 . 1 .   [ 2 2 ]   Y .   N g a d i y o n o ,   D .   A .   S a p u t r a ,   B .   R .   S e t i a d i ,   a n d   P .   P a r d j o n o ,   T a g u c h i s m e t h o d   f o r   o p t i m u m c u t t i n g   o f   a c r y l i c   mat e r i a l s o n   a   4 0 - w a t t   C N C   l a ser  c u t t i n g   mac h i n e ,   T E J o u rn a l ,   p p .   9 3 3 9 3 9 ,   F e b .   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 8 4 2 1 / t e m 1 4 1 - 8 2 .   [ 2 3 ]   A .   D e mi r ,   E.   O .   C a k i r o g l u ,   a n d   I .   A y d i n ,   Ef f e c t s o f   C N C   p r o c e ss i n g   p a r a met e r s   o n   s u r f a c e   q u a l i t y   o f   w o o d - b a sed   p a n e l s u s e d   i n   f u r n i t u r e   i n d u st r y ,   D rv n a   i n d u s t ri j a ,   v o l .   7 3 ,   n o .   4 ,   p p .   3 6 3 3 7 1 ,   N o v .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 5 5 5 2 / d r v i n d . 2 0 2 2 . 2 1 0 9 .   [ 2 4 ]   B .   P r y d a l n y i ,   I mp r o v e me n t   o f   t h e   a u t o ma t i c   w o r k p i e c e   c l a mp i n g   m e c h a n i sm  o f   l a t h e t o   e x p a n d   t e c h n o l o g i c a l   c a p a b i l i t i e s ,   i n   Ad v a n c e s i n   D e s i g n ,   S i m u l a t i o n   a n d   Ma n u f a c t u r i n g   VI ,   S p r i n g e r   N a t u r e   S w i t z e r l a n d ,   2 0 2 3 ,   p p .   3 2 7 3 3 6 .   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / 9 7 8 - 3 - 0 3 1 - 3 2 7 6 7 - 4 _ 3 1 .   [ 2 5 ]   W .   W o j n a r o w s k a ,   M .   K w o l e k ,   a n d   S .   M i e c h o w i c z ,   S e l e c t i o n   o f   a   w o r k p i e c e   c l a m p i n g   s y st e f o r   c o m p u t e r - a i d e d   su b t r a c t i v e   man u f a c t u r i n g   o f   g e o me t r i c a l l y   c o m p l e x   me d i c a l   mo d e l s,   O p e n   E n g i n e e ri n g ,   v o l .   1 1 ,   n o .   1 ,   p p .   2 3 9 2 4 8 ,   Jan .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 5 1 5 / e n g - 2 0 2 1 - 0 0 2 6 .       B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS       O lu wa se u n   K a y o d e   Aja y i           is  a   fa c u lt y   m e m b e in   th e   De p a rtme n o M e c h a n ica l   En g i n e e rin g   a O b a fe m Aw o lo wo   Un i v e rsity ,   Ile - Ife ,   Ni g e ria.   He   is  a lso   se rv in g   a a   Re se a rc h   F e ll o a Tsh wa n e   Un iv e rsity   o Tec h n o lo g y ,   P re to ria,   S o u t h   Afric a .   He   o b tain e d   h is P h D i n   M e c h a n ica En g in e e ri n g   wit h   sp e c ialisa ti o n   i n   M e c h a tr o n ics   fro m   th e   Un i v e rsity   o f   Ib a d a n   in   2 0 1 8 .   His  re se a rc h   in tere sts  in c lu d e   c o m p u ter  a id e d   d e sig n   a n d   m a n u fa c tu ri n g ,   a d v a n c e d   m a n u fa c t u rin g ,   r o b o ti c s,  h u m a n   m a c h in e   i n terfa c e s,  h a p ti c   fe e d b a c k   h u m a n - m a c h in e   sy ste m s,  a rti ficia in te ll ig e n c e   a n d   m a c h in e   lea rn in g He   c a n   b e   c o n tac ted   a t   a o k a jay i@g m a il . c o m .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.