Часовое производство:взгляд механика

Сгорбившись над столом и глядя в окуляр, Кэмерон Вайс не обращает внимания на станки в соседней комнате. Мастер-часовщик, прошедший обучение в Швейцарии, обычно слишком занят полировкой, полировкой, проверкой подгонки и сборкой сотен штифтов, шестерен, пружин и рычагов, которые входят в механические «движения», приводящие в действие каждые роскошные часы.

Это не значит, что г-н Вайс не ценит важнейшую роль, которую эти станки играют в реализации его мечты:создать собственную марку наручных часов, бескомпромиссно основанную на его собственных художественных идеалах. Точно так же, как его фамилия на циферблате предполагает определенную эстетику, этикетка «Лос-Анджелес, Калифорния» подразумевает глубоко укоренившееся желание восстановить престиж отечественной промышленности, которая в значительной степени рухнула с появлением более дешевых и более точных кварцевых механизмов. 1960-е годы. Для г-на Вайса восстановление этого престижа означает не только сборку деталей здесь, но и изготовление их здесь же.

Вот почему Weiss Watch Co. нужны станки. Несмотря на все мастерство основателя, использование многовековых технологий для изготовления деталей вручную, таких как латунные основные пластины для механизмов, мосты, которые удерживают эти механизмы на месте, и внешние корпуса, было бы непомерно дорогим и трудоемким. Кроме того, было бы анафемой не только создавать искусство, но и делать его доступным. По словам г-на Вайса, без гибких современных технологий обработки было бы невозможно итерировать несколько прототипов до окончательной доработки и выпуска проекта в количестве, которое на данный момент колеблется от 5 до 500 на серию.

Трехосевой VMC и токарный станок швейцарского типа, выполняющие эту работу, размещены в гараже, примыкающем к офисному парку компании площадью 2100 квадратных футов в Торрансе. Единственным программистом и оператором станков является Грант Хьюсон, бывший инженер по применению для производителя режущего инструмента Sandvik Coromant и деловой партнер г-на Вайса в отдельном подразделении:Pinion Precision Technology. Цель партнеров для Pinion Precision амбициозна:производить детали для часов не только под брендом Weiss. В частности, они надеются воспользоваться ожидаемым пробелом, оставшимся после Swatch, известного поставщика запчастей в Швейцарии, который отказывается от этого бизнеса, чтобы сосредоточиться исключительно на производстве полных часов.

По словам г-на Вайса, есть веские основания для уверенности в способности Pinion Precision запечатлеть эту работу. Один из уроков первых дней существования Weiss Watch Co., когда он еще собирал механизмы за своим кухонным столом почти из всех швейцарских компонентов, состоит в том, что другие механические мастерские обычно не привыкли делать произведения искусства. «Каждая деталь, которую мы изготавливаем, не только должна соответствовать очень жестким допускам; он также должен быть визуально привлекательным», — говорит он.

В прошлом, продолжает он, магазины с уверенностью соглашались на ту работу, которую сейчас выполняет г-н Хьюсон, только для того, чтобы сделать эту работу рентабельной. Сюда входят некоторые компании, уже привыкшие к мелким деталям (размер большинства шестерен менее 1 мм), высокой точности (+0,0002/-0 дюймов для некоторых пересечений отверстия и шестерни) и гладкой поверхности (обычно 16 RA или выше). На самом деле, он вспоминает один случай, когда потенциальный поставщик был настолько унижен неожиданно длительным сроком выполнения заказа на прототип, что предложил детали бесплатно.

Г-н Хьюсон добавляет, что сложность этой работы не ограничивается соблюдением строгих требований. В конце концов, можно сказать, что машинисты рождены для таких задач. Что может быть более сложным, так это соблюдение стандартов качества, которые могут показаться субъективными. Точно так же для выполнения операций нетрадиционными, нелогичными способами, чтобы поддерживать кропотливые процессы ручной отделки.

Детали как произведение искусства

Немногие механические мастерские рисуют траекториями своих инструментов, но работа Weiss Watch Co. требует этого. На компонентах латунных мостов, подобных тем, что изображены на слайд-шоу выше, необходимо уделять внимание каждому изгибу и линии, и стандартные траектории инструмента часто не режут их, независимо от измеренного допуска или качества поверхности. «Для всех стратегий чистовой обработки по большей части геометрия фактически рисуется, — говорит г-н Хьюсон. «Путь инструмента должен идти определенным путем — вы не можете просто щелкнуть область и сказать «поместите это в карман».

Он цитирует женевские узоры с полосами как особенно хороший пример того, как эстетика может затруднить аутсорсинг механической обработки. Эти широкие диагональные полосы, протянувшиеся поперек основной пластины и моста, видны на первой фотографии слайд-шоу. В значительной степени их визуальная привлекательность обусловлена ​​параллельными внутренними следами от инструментов, которые изгибаются к пересечению с соседней полосой, но никогда не пересекают зазор. По словам г-на Хьюсона, линии внутри имеют определенную форму как для визуальной привлекательности, так и для сбора пыли внутри механизма, поэтому очень важно поддерживать четкую границу между полосами. Вырезание этих элементов на фабрике, а не на специальной машине для разметки в Женеве, требует, по его словам, нетрадиционного подхода к программированию. Например, вместо того, чтобы использовать постоянный шаг на станке FANUC Robodrill VMC, он использует проход по всей ширине, а затем перекрывает половину этого прохода другим проходом по всей ширине.

Отсюда никакое конкретное измерение или серия измерений не могут окончательно определить правильность разметки. Это чисто визуальный стандарт, когда г-н Вайс использует микроскоп для сравнения обработанного рисунка с выбранным идеалом. Более того, ширина и расстояние между полосами могут незначительно отличаться от механизма к механизму и от прототипа к прототипу при разработке нового механизма. Некоторые элементы деталей также должны быть вырезаны из определенных частей латунного квадрата размером 2 на 2 на 0,125 дюйма, чтобы обеспечить равномерное чередование полос после сборки механизма. Еще больше усложняет ситуацию то, что элементы, расположенные слишком близко друг к другу, не оставляют достаточно места для режущих инструментов, а элементы, расположенные слишком близко к краю заготовки, сталкиваются с неприглядными метками входа и выхода инструмента.

Обеспечение доступа инструмента к различным элементам основной пластины и моста также важно для снятия фаски с краев, чтобы предотвратить образование заусенцев. В некоторых случаях г-н Вайс предпочитает удалять заусенцы вручную, но многие детали слишком малы и хрупки. Г-н Хьюсон говорит, что он тратит много времени на выработку стратегии о том, как оставить поверхность чистой или обеспечить образование заусенцев таким образом, чтобы это не мешало ручной работе. Например, определенный элемент может быть обработан с противоположной стороны детали, чем предполагалось изначально, или профильный разрез может не полностью проникать в деталь, чтобы предотвратить попадание заусенца на другую сторону.

Ничто из этого не означает, что надежные воспроизводимые процессы обработки компонентов часов невозможно разработать, говорит г-н Хьюсон. Тем не менее, возможности для этого ограничены наличием двух станков и одного программиста/оператора (остальная часть команды состоит из жены г-на Вайса, Уитни, которая занимается маркетингом, а также Лизы Одланд, ученицы г-на Вайса по изготовлению часов, и администратор фронт-офиса Кристи Бродерсон). Между тем, сложность работы может быть непосильной задачей для сторонних магазинов, которые этим не занимаются. Масштабирование производства — это цель, но искусство просто не может быть скомпрометировано.

Найти время

Учитывая реалии аутсорсинга, г-н Хьюсон занимается львиной долей разработки процессов обработки. Более крупные детали поступают в Robodrill, поставляемый компанией Methods Machine Tools. Самые маленькие и самые сложные компоненты обычно отправляются на то, что он называет «украшенным» токарным станком швейцарского типа:девятиосевой Tornos Swiss Nano, импортированный из Швейцарии, с рядом нестандартных функций, которые хорошо подходят для часового дела. Например, два отдельно управляемых высокочастотных фрезерных шпинделя обеспечивают скорость вращения 60 000 и 80 000 об/мин соответственно — скорости, достаточной для эффективного фрезерования даже самыми маленькими режущими инструментами. Помимо других функций, многофункциональный станок также предлагает возможность синхронизации зажимного и фрезерного шпинделей для зубофрезерных операций, а также систему труб с вакуумом для удаления мелких деталей.

Тем не менее, итерация прототипов как можно быстрее требует не только правильной технологии, но и собственной изобретательности. Например, на Tornos даже способность эффективно управлять такими инструментами, как 0,03-дюймовая продольная пила, работает только тогда, когда необходимо изменить настройку. «Вы даже не можете засунуть кулак между основным шпинделем и противошпинделем», — говорит г-н Хьюсон, объясняя, что иногда бывает трудно увидеть, была ли на самом деле обработана крошечная деталь или даже действительно ли деталь была передана для операций обратной обработки контршпинделя. . Более того, для одной детали могут потребоваться операции с 10 различными режущими инструментами, каждый со своим собственным смещением, причем смещения для одного и того же инструмента различаются в зависимости от его вектора приближения. Настройка этих смещений путем прикасания каждого инструмента к листу контактной бумаги — важный шаг, позволяющий избежать повреждения не только хрупких и дорогих деталей, но и хрупких, дорогих инструментов — может занять много времени.

Вот почему мистер Хьюсон заранее решил, что у него ничего этого не будет. Вместо этого он устанавливает смещения визуально, руководствуясь кристально четким изображением рабочей зоны на плоском ЖК-экране, достаточно подробным для просмотра отдельных стружек, прилипших к заготовкам, которые едва выступают из направляющей втулки главного шпинделя или микропатрона вспомогательного шпинделя. Это изображение создается крошечной камерой микроскопа, установленной в держателе инструмента на суппорте. «Я настраиваю все инструменты, вызываю смещение припуска для каждого из них, проверяю его и при необходимости корректирую. Не нужно ничего трогать», — говорит он. Эта отечественная система также обеспечивает уверенность в том, что программы надежны и все настроено и обработано правильно.

В VMC упор был в центре внимания наиболее значительных успехов в ускорении итерации прототипа. В частности, г-н Хьюсон предпочитает сосредоточиться на обеспечении точного, воспроизводимого интерфейса между приспособлением и машиной, а не прилагать слишком много усилий для сопряжения между деталью и приспособлением, как это было в его оригинальных проектах с прецизионными установочными штифтами. В конце концов, прототипирование часто требует снятия деталей с машины для проверки. Если положение приспособления не отличается от исходного положения более чем на несколько тысячных дюйма, измерение на станке может быстро и автоматически обновлять рабочее смещение вокруг детали.

Как бывший сотрудник Sandvik, он, естественно, занялся модификацией быстросменных заготовок для оснастки Capto, чтобы обеспечить важнейший интерфейс между станком и заготовкой прототипа. По сравнению с использованием исключительно повторяемой подгонки, эта стратегия упрощает обеспечение правильного расположения элементов на противоположных сторонах детали по отношению друг к другу. Конструкции приспособлений могут быть более щадящими, последствия износа или повреждения зажимных приспособлений менее серьезны, а проблемы легче устранять.

Впереди

На обложке этого журнала изображен первый механизм компании, почти полностью изготовленный из деталей американского производства:CAL 1003, который используется в часах American Issue Field Watch. Эта позолоченная первая версия была выпущена ограниченным тиражом всего в 50 экземпляров. Теперь механизм находится на четвертом этапе производства, который имеет более высокую частоту ударов, чем в предыдущих версиях, а также механизм «взлома», который позволяет пользователям часов стоимостью 1995 долларов запускать и останавливать их по своему желанию. Двигаясь вперед, цель состоит в том, чтобы перенести производство последних нескольких компонентов, все еще производимых в Швейцарии, — шпилек для волос и драгоценных камней — на территорию США. Хотя возможности есть, г-н Вайс говорит, что поставщикам нужна возможность производить в определенных объемах, прежде чем они даже рассмотрят возможность работы. И он, и г-н Хьюсон ожидают, что дальнейшее расширение будет постепенным процессом, как это было с самого начала. "Мы учимся по ходу дела", – говорит мистер Хьюсон.

Это может быть так, но компания прошла долгий путь за четыре коротких года. Это достигается путем следования, по сути, той же модели, которая породила репутацию часового производства США, которую она стремится восстановить. «Начиная с середины 19 века, американские компании, такие как Waltham Watch Co., дополнили технику швейцарских мастеров производственным оборудованием, которое сделало часы дешевле и проще в изготовлении без ущерба для ремесла», — объясняет г-н Вайс. Промышленность пришла в упадок с появлением кварцевых механизмов, но швейцарцам удалось сохранить свои механические традиции благодаря продолжающемуся успеху таких брендов, как Rolex, в основном благодаря энтузиастам, которые ценят инженерные решения, которые используются в часах ручной сборки, состоящих из сотен деталей. Используя ту же стратегию, что и Waltham, — слияние старинного мастерства с современными производственными технологиями и технологиями, — Weiss Watch Co. стремится привлечь аналогичную клиентуру, хотя и с особым уважением к лейблу «сделано в Америке».

Так говорит часовщик. Что касается машиниста, г-н Хьюсон не может быть счастливее, выполняя работу, которая регулярно бросает вызов традиционным подходам к механической обработке деталей. И новизна — не единственный источник его мотивации в наши дни. «В большинстве высокотехнологичных производств у вас почти скрытая двойная жизнь, потому что вы не можете ее показать», — говорит он. "В часовом деле я могу сказать:"Посмотрите на эту маленькую машинку на моем запястье:вот чем я занимаюсь!"