時計製造：機械工の見解

キャメロン・ワイスは机の上に腰を下ろし、接眼レンズをのぞき込んで、隣の部屋の工作機械にはほとんど注意を払っていません。スイスで訓練を受けたマスターウォッチメーカーは、通常、各高級時計に動力を供給する機械的な「ムーブメント」に組み込まれる何百ものピン、ギア、スプリング、レバーの研磨、バニシング、フィットチェック、組み立てに忙しすぎます。

それは、ワイス氏が彼の夢を実現する上でこれらの工作機械が果たす重要な役割を理解していないことを示唆するものではありません。彼の姓を顔全体に飾ることが特定の美学を意味するのと同じように、「カリフォルニア州ロサンゼルス」というラベルは、より安価でより正確なクォーツムーブメントの出現で大部分が崩壊した国内産業に名声を取り戻したいという根深い願望を意味します。 1960年代。ワイス氏にとって、その名声を取り戻すということは、ここで部品を組み立てるだけでなく、ここで部品を作ることも意味します。

そのため、WeissWatchCo.には工作機械が必要です。創業者のすべてのスキルにとって、ムーブメント用の真ちゅう製のメインプレート、それらのムーブメントを所定の位置に保持するブリッジ、アウターケーシングなどの部品を手作りするために何世紀も前の技術を活用すると、非常に高価で時間がかかります。それはまた、アートを作るだけでなく、そのアートをアクセシブルにするという目標への嫌悪感でもあります。柔軟で最新の機械加工技術がなければ、これまでシリーズあたり5〜500の範囲の設計を完成させて製造する前に、複数のプロトタイプを繰り返すことはできませんでした。

この作業を行う3軸VMCとスイスタイプの旋盤は、トーランスにある同社の2,100平方フィートのオフィスパークスペースに隣接するガレージに収容されています。機械の唯一のプログラマーおよびオペレーターは、切削工具メーカーのSandvikCoromantの元アプリケーションエンジニアであるGrantHughsonと、別のエンティティであるPinionPrecisionTechnologyのWeiss氏のビジネスパートナーです。ピニオンプレシジョンのパートナーの目標は野心的です。ワイスブランドを超えた時計用の部品を製造することです。具体的には、スイスの著名な部品サプライヤーであるSwatchが残した予想されるギャップを利用して、このビジネスを放棄し、完全な時計の製造に専念することを望んでいます。

ピニオンプレシジョンがこの作品をキャプチャする能力に自信を持っているのには十分な理由があるとワイス氏は言います。ワイスウォッチ社の初期の教訓の1つは、スイスのほとんどすべての部品からキッチンテーブルでムーブメントを組み立てていたとき、他の機械工場は一般的にアートワークの作成に慣れていないということです。 「私たちが作るすべての部品は、非常に厳しい公差の範囲内に収まらなければならないだけではありません。視覚的にも魅力的でなければなりません」と彼は言います。

過去に、彼は続けて、店はヒューソン氏が現在家で行っている種類の仕事を自信を持って受け入れましたが、その仕事を費用効果的に行うのに苦労しました。これには、小さな部品（ほとんどのピニオンは1 mm未満）、高精度（一部の穴とピニオンの交差点では、+ 0.0002 / -0インチ）、滑らかな表面仕上げ（16 RA以上が一般的）にすでに慣れている企業が含まれます。実際、彼は、潜在的なサプライヤーがプロトタイプの注文で予想外に長い所要時間に屈辱を与えられ、部品を無料で提供したときのことを思い出します。

ヒューソン氏は、この作業の難しさは厳しい仕様を満たすことを超えていると付け加えています。結局のところ、機械工はそのような挑戦のために生まれたと言うかもしれません。さらに難しいのは、主観的に見えるかもしれない品質基準を順守することです。同様に、骨の折れる手作業による仕上げプロセスをサポートするために、型にはまらない、直感に反する方法で操作を実行する場合も同様です。

アートとしてのパーツ

ツールパスでペイントする機械工場はほとんどありませんが、WeissWatchCo.の作業で要求されています。上のスライドショーに示されているような真ちゅう製のブリッジコンポーネントでは、すべての渦巻きと線に注意を払う必要があり、測定された公差や表面仕上げに関係なく、標準のツールパスでは切断されないことがよくあります。 「すべての仕上げ戦略で、ほとんどの場合、ジオメトリは実際に描画されています」とHughson氏は言います。 「ツールパスは特定の方向に進む必要があります。領域をクリックして「これをポケットに入れる」と言うことはできません。」

彼は、美学が機械加工のアウトソーシングを困難にする方法の特に良い例として、ジュネーブの縞模様を挙げています。上のスライドショーの冒頭の写真に見られるように、メインプレートとブリッジを横切って伸びるこれらの幅の広い斜めのバンドは、隣接するストライプとの交差点に向かって弧を描く平行な内部ツールマークから視覚的な魅力の多くを引き出しますが、ギャップをジャンプすることはありません。内側のラインは、視覚的なアピールとムーブメント内のほこりのキャッチの両方のために特定の方法で形作られています。各ストライプ間の明確な境界を維持することが不可欠です、とヒューソン氏は言います。専用のジュネーブストライピングマシンではなく、ミルでこれらの機能をカットするには、プログラミングに対する型破りなアプローチであると彼が言うことが必要です。たとえば、ショップのFANUC Robodrill VMCで一定のステップオーバーを使用するのではなく、彼は全幅のスロットカットを採用し、そのカットの半分を別の全幅のスロットパスとオーバーラップさせます。

そこから、特定の測定または一連の測定で、ストライピングが正しいかどうかを明確に判断することはできません。これは純粋に視覚的な基準であり、ワイス氏は顕微鏡を使用して、選択された理想に対して機械加工されたパターンを評価します。さらに、バンドの幅と間隔は、新しいムーブメントの開発中に、ムーブメントごと、およびプロトタイプごとにわずかに異なる場合があります。ムーブメントが組み立てられた後の一貫したストライピングを確実にするために、特定の部分の特徴は、2 x 2x0.125インチの真ちゅう製の正方形の特定の部分からも切り取らなければなりません。さらに複雑なことに、間隔が狭すぎるフィーチャーは切削工具用の十分なスペースを残しませんが、ストックの端に近すぎるフィーチャーは見苦しいツールの入口と出口のマークにぶつかります。

さまざまなメインプレートとブリッジ機能へのツールアクセスを確保することも、バリの形成を防ぐためにエッジを面取りするために重要です。ワイス氏は、場合によっては手でバリ取りすることを好みますが、多くの部品は小さすぎて壊れやすいです。ヒューソン氏は、きれいな表面を残す方法や、手作業を妨げない方法でバリが形成されるようにする方法について戦略を立てるのに多くの時間を費やしていると言います。たとえば、特定のフィーチャーがパーツの当初の意図とは反対側から機械加工されたり、バリが反対側に押し出されるのを防ぐためにプロファイルカットがパーツを完全に貫通しない場合があります。

これはいずれも、時計部品の信頼性が高く再現性のある機械加工プロセスを開発することが不可能であることを示唆するものではありません、とヒューソン氏は言います。それでも、2台の工作機械と1人のプログラマー/オペレーター（チームの残りのメンバーは、マーケティングを担当するワイス氏の妻ホイットニーと、ワイス氏の時計製造見習いリサ・オドランドで構成されています）では、その能力は限られています。フロントオフィス管理者のChristyBroderson）。一方、作業の複雑さは、それに専念していない外部のショップにとっては難しい注文になる可能性があります。制作のスケーリングが目標ですが、アートを妥協することはできません。

時間を作る

アウトソーシングの現実を考えると、ヒューソン氏は機械加工プロセス開発の大部分を担当しています。より大きな部品は、MethodsMachineToolsから供給されたRobodrillに送られます。最小で最も複雑なコンポーネントは、通常、彼が「デッキアウト」スイスタイプの旋盤と呼んでいるものに使用されます。スイスから輸入された9軸のトルノススイスナノは、時計製造に適した多くの非標準機能を備えています。たとえば、2つの個別に制御される高周波フライス盤は、それぞれ60,000rpmと80,000rpmを提供します。これは、最小の切削工具でも効果的なフライス盤を作成するのに十分な速度です。他の機能の中でも、ギャングツールマシンは、ギアホブ盤操作用のワークホールディングスピンドルとミリングスピンドルを同期させる機能、および小さな部品を取り外すための真空を備えたチューブシステムも提供します。

それでも、プロトタイプをできるだけ早く繰り返すには、適切なテクノロジーだけでなく、自家製の創意工夫も必要です。たとえば、トルノスでは、0.03インチのスリッティングソーのようなツールを効果的に実行する機能でさえ、セットアップを変更する必要がある場合にのみ機能します。 「メインスピンドルとサブスピンドルの間に拳を突き刺すことさえできません」とヒューソン氏は説明し、小さなフィーチャーが実際に機械加工されているかどうか、またはパーツがサブスピンドルのバックワーク操作のために実際に転送されているかどうかを確認するのが難しい場合があると説明します。 。さらに、1つの部品で、それぞれが独自のオフセットを持ち、アプローチベクトルに応じて異なる同じ工具のオフセットを持つ、最大10個の異なる切削工具を使用した操作が必要になる場合があります。壊れやすく高価な部品だけでなく、壊れやすく高価な工具の損傷を防ぐための重要なステップである、接触紙のシートに各ツールを接触させることによってこれらのオフセットを設定することは、時間のかかる提案になる可能性があります。

そのため、ヒューソン氏は早い段階でそれを持たないと決めました。代わりに、彼は、メインスピンドルガイドブッシングまたはサブスピンドルマイクロチャックからかろうじて突き出ているワークピースに付着した個々の切りくずを表示するのに十分詳細なフラットスクリーンLCD上のワークゾーンの鮮明な画像に基づいて、視覚的にオフセットを設定します。この画像は、ギャングスライドのツールホルダーに取り付けられた小さな顕微鏡カメラによって生成されます。 「私はすべてのツールをセットアップし、それぞれのストックオフセットを呼び出し、チェックアウトして、必要に応じて調整します。何もタッチする必要はありません」と彼は言います。この自家製のシステムは、プログラムがしっかりしていて、すべてが正しくセットアップされ、機械加工されているという安心感も提供します。

VMCでは、プロトタイプの反復を高速化するための最も重要な進歩の焦点はワークホールディングでした。具体的には、ヒューソン氏は、元の設計が精密な位置決めピンで行ったように、部品と固定具の間のインターフェースに過度の労力をかけるのではなく、固定具と機械の間の正確で再現可能なインターフェースを確保することに焦点を当てることを好みます。結局のところ、プロトタイピングでは、検査のために機械から部品を取り外す必要があることがよくあります。フィクスチャの位置が元の位置から数千分の1インチを超えて変化しない限り、オンマシンプロービングにより、パーツ周辺のワークオフセットをすばやく自動的に更新できます。

サンドビックの元従業員として、彼は当然、機械とプロトタイプのワークホールディング間の重要なインターフェースを提供するために、Captoクイックチェンジツーリングブランクを変更することに目を向けました。繰り返し可能なフィットのみに依存する場合と比較して、この戦略により、反対側のパーツのフィーチャが相互に正しく配置されていることを確認しやすくなります。フィクスチャの設計はより寛容であり、ワークホールディングの摩耗や損傷の影響はそれほど深刻ではなく、問題のトラブルシューティングはより簡単です。

先を行く

ほぼ完全に米国の部品で構成された同社の最初のムーブメントは、この雑誌の表紙に描かれています。それは、アメリカンイシューフィールドウォッチを動かすCAL1003です。この金メッキの最初のバージョンはわずか50個に制限されていました。現在、このムーブメントは4回目の生産反復であり、以前のバージョンよりも高いビートレートと、1,995ドルの時計のユーザーが自由に開始および停止できる「ハッキング」メカニズムを備えています。今後の目標は、スイスでまだ生産されている最後のいくつかの部品であるひげぜんまいと宝石の生産を米国の土壌にもたらすことです。能力はここにありますが、ワイス氏は、サプライヤーが仕事を検討する前に、特定の量で生産する機会を必要としていると言います。彼とヒューソン氏は同様に、最初からそうであったように、ここからのスケールアップは段階的なプロセスであると期待しています。 「私たちは進むにつれて学んでいます」とヒューソン氏は言います。

そうかもしれませんが、会社は短い4年間で長い道のりを歩んできました。これは、復元を目指す米国の時計製造の評判を生み出したのと本質的に同じモデルに従うことによって実現されています。 19世紀半ばから、ウォルサムウォッチ社のような米国企業は、スイスの巨匠の技術を生産設備で補完し、時計を妥協することなく安価で簡単に製造できるようにしたとワイス氏は説明します。業界はクォーツムーブメントの出現で衰退しましたが、スイスは機械の伝統を維持することができ、ロレックスのようなブランドの継続的な成功は、何百もの部品を備えた手作業で組み立てられた時計のエンジニアリングを高く評価する愛好家によって主に推進されました。ウォルサムと同様の戦略（旧世界の職人技と最新の製造技術と技術の融合）を活用することで、Weiss Watch Co.は、「メイド・イン・アメリカ」のラベルを特に高く評価しているにもかかわらず、同様の顧客を引き付けることを目指しています。

だから時計職人は言います。機械加工業者に関しては、ヒューソン氏は、部品を機械加工する従来のアプローチに定期的に挑戦する作業を行うことをこれほど幸せにすることはできませんでした。そして、最近の彼のモチベーションの源は目新しさだけではありません。 「ハイエンドの製造業の多くでは、それを誇示することができないため、隠れた二重の人生を持っているようなものです」と彼は言います。 「時計製造では、「手首にあるこの小さな機械を見てください。これが私がしていることです！」と言えます。私にとって、それは大きなことでした。それ自体のために美しいものを作ることです。」