워치메이킹:기계공의 관점

Cameron Weiss는 책상 위에 몸을 굽혀 접안렌즈를 들여다보며 옆 방에 있는 공작 기계에 거의 주의를 기울이지 않습니다. 스위스에서 훈련을 받은 마스터 워치메이커는 일반적으로 각 고급 시계에 동력을 공급하는 기계적 "무브먼트"에 들어가는 수백 개의 핀, 기어, 스프링 및 레버를 연마, 연마, 맞춤 검사 및 조립하느라 너무 바쁩니다.

그렇다고 해서 Weiss 씨가 자신의 꿈을 실현하는 데 이 공작 기계가 하는 중요한 역할, 즉 자신의 예술적 이상에 변명의 여지 없이 자신만의 손목시계 브랜드를 구축하는 데 중요한 역할을 하지 않는다는 의미는 아닙니다. 얼굴 전체에 그의 성을 새기는 것이 어떤 미학을 암시하는 것처럼 "캘리포니아 로스앤젤레스"라는 레이블은 더 저렴하고 정확한 쿼츠 무브먼트의 출현으로 크게 무너진 국내 산업에 명성을 회복하려는 뿌리 깊은 열망을 의미합니다. 1960년대. Weiss 씨에게 그 명성을 회복한다는 것은 부품을 여기에 조립하는 것뿐만 아니라 여기서도 만드는 것을 의미합니다.

이것이 Weiss Watch Co.에 공작 기계가 필요한 이유입니다. 창립자의 모든 기술에 대해, 무브먼트를 위한 황동 메인 플레이트, 이러한 무브먼트를 제자리에 고정하는 브리지, 외부 케이싱과 같은 부품을 손으로 만들기 위해 수세기 전의 기술을 활용하는 것은 엄청나게 비싸고 시간이 많이 소요될 것입니다. 그것은 또한 예술을 만드는 것뿐만 아니라 그 예술에 접근할 수 있도록 한다는 목표에 대한 저주가 될 것입니다. 유연하고 현대적인 가공 기술이 없었다면 지금까지 시리즈당 5~500개 정도였던 디자인을 완성하고 생산하기 전에 여러 프로토타입을 반복하는 것이 불가능할 것이라고 Weiss 씨는 말합니다.

이 작업을 수행하는 3축 VMC 및 스위스형 선반은 Torrance에 있는 회사의 2,100제곱피트 사무실 공원 공간에 인접한 차고에 보관되어 있습니다. 기계의 유일한 프로그래머이자 운영자는 절삭공구 제조업체인 Sandvik Coromant의 전 애플리케이션 엔지니어이자 Weiss 씨의 비즈니스 파트너인 Pinion Precision Technology의 전직 애플리케이션 엔지니어인 Grant Hughson입니다. Pinion Precision에 대한 파트너의 목표는 야심적입니다. Weiss 브랜드 이상의 시계 부품을 생산하는 것입니다. 특히, 그들은 완전한 시계 제작에만 집중하기 위해 이 사업을 포기하고 있는 스위스의 저명한 부품 공급업체인 Swatch가 남겨둔 예상되는 격차를 이용하기를 희망합니다.

Weiss 씨는 Pinion Precision이 이 작업을 캡처하는 능력을 확신할 만한 충분한 이유가 있다고 말합니다. Weiss Watch Co.의 초창기 시절, 그가 여전히 거의 모든 스위스 부품으로 식탁에서 무브먼트를 조립하던 시절의 한 가지 교훈은 다른 기계 공장에서는 일반적으로 예술 작품을 만드는 데 익숙하지 않다는 것입니다. “우리가 만드는 모든 부품은 매우 엄격한 허용 오차 범위 내에 있어야 합니다. 시각적으로도 매력적이어야 합니다.”라고 그는 말합니다.

그는 계속해서 과거에는 상점들이 Hughson 씨가 현재 집에서 하고 있는 종류의 일을 자신 있게 받아들였지만 그 일을 비용 효율적으로 수행하기 위해 고군분투했습니다. 여기에는 이미 작은 부품(대부분의 피니언은 1mm 미만 측정), 고정밀(일부 홀-피니언 교차의 경우 +0.0002/-0인치) 및 매끄러운 표면 마감(16 RA 또는 그 이상이 일반적임)에 익숙한 일부 회사가 포함됩니다. 사실, 그는 잠재적인 공급업체가 프로토타입 주문에 대해 예상외로 긴 처리 시간으로 인해 매우 굴욕감을 느껴 부품을 무료로 제공했던 한 사례를 회상합니다.

Hughson 씨는 이 작업의 어려움이 엄격한 사양을 충족하는 것 이상이라고 덧붙입니다. 결국 기계공은 그러한 도전을 위해 태어났다고 말할 수 있습니다. 더 어려울 수 있는 것은 주관적으로 보일 수 있는 품질 표준을 준수하는 것입니다. 힘든 수작업 마무리 프로세스를 지원하기 위해 비관습적이고 직관적이지 않은 방식으로 작업을 수행하는 경우에도 마찬가지입니다.

예술로서의 부품

공구 경로로 페인팅하는 기계 공장은 거의 없지만 Weiss Watch Co.의 작업에서는 이를 요구합니다. 위의 슬라이드쇼에 표시된 것과 같은 황동 브리지 구성 요소에서는 모든 소용돌이와 선에 주의를 기울여야 하며 측정된 공차 또는 표면 마감에 관계없이 표준 도구 경로는 종종 절단되지 않습니다. Hughson은 "모든 마무리 전략에 대해 대부분의 경우 형상이 실제로 그려지고 있습니다."라고 말합니다. "공구 경로는 특정 방향으로 이동해야 합니다. 영역을 클릭하고 '포켓에 넣어두세요'라고 말할 수는 없습니다."

그는 미학이 아웃소싱 가공을 어렵게 만드는 방법에 대한 특히 좋은 예로 Geneva 스트라이프 패턴을 인용합니다. 위의 슬라이드쇼 시작 사진에서 볼 수 있듯이, 메인 플레이트와 브리지를 가로질러 뻗어 있는 이 넓은 대각선 밴드는 인접한 스트라이프와의 교차점을 향해 호를 그리지만 간격을 뛰어 넘지 않는 평행 내부 도구 표시에서 시각적 매력의 대부분을 이끌어냅니다. 내부의 라인은 시각적인 매력과 무브먼트 내부의 먼지를 잡아내기 위해 특정한 방식으로 형성되며 각 스트라이프 사이의 명확한 경계를 유지하는 것이 필수적이라고 Hughson은 말합니다. 전용 Geneva 스트라이핑 기계가 아닌 공장에서 이러한 기능을 절단하려면 프로그래밍에 대한 틀에 얽매이지 않는 접근 방식이 필요합니다. 예를 들어, 그는 매장의 FANUC Robodrill VMC에서 일정한 스텝오버를 사용하는 대신 전체 너비 슬로팅 컷을 사용한 다음 해당 컷의 절반을 다른 전체 너비 슬로팅 경로와 겹칩니다.

거기에서 특정 측정이나 일련의 측정으로 스트라이핑이 올바른지 여부를 결정적으로 결정할 수는 없습니다. Weiss 씨가 선택한 이상에 대해 가공된 패턴을 평가하기 위해 현미경을 사용하는 것은 순전히 시각적인 표준입니다. 게다가 밴드의 너비와 간격은 새로운 무브먼트를 개발하는 동안 무브먼트마다, 프로토타입에서 프로토타입까지 약간씩 다를 수 있습니다. 또한 무브먼트가 조립되면 일관된 줄무늬를 보장하기 위해 2 x 2 x 0.125인치 크기의 황동 정사각형의 특정 부분에서 특정 부품 기능을 잘라야 합니다. 더 복잡하게 하는 것은 서로 너무 가깝게 배치된 형상은 절삭 공구를 위한 충분한 공간을 남기지 않는 반면, 스톡 가장자리에 너무 가깝게 배치된 형상은 보기 흉한 도구 진입 및 이탈 표시에 부딪히게 된다는 것입니다.

다양한 메인 플레이트 및 브리지 기능에 대한 도구 액세스를 보장하는 것도 버 형성을 방지하기 위해 모서리를 모따기하는 데 중요합니다. Weiss 씨는 어떤 경우에는 손으로 디버링을 하는 것을 선호하지만 많은 부품이 너무 작고 깨지기 쉽습니다. Hughson은 깨끗한 표면을 남기거나 수작업을 방해하지 않는 방식으로 버가 형성되도록 하는 방법에 대해 전략을 세우는 데 많은 시간을 할애한다고 말합니다. 예를 들어, 특정 형상이 처음 의도했던 것보다 부품의 반대쪽에서 가공되거나, 버가 반대쪽으로 밀려 들어가는 것을 방지하기 위해 프로파일 절단이 부품을 완전히 관통하지 않을 수 있습니다.

이 중 어느 것도 시계 구성 요소에 대해 신뢰할 수 있고 반복 가능한 가공 프로세스를 개발하는 것이 불가능하다는 것을 암시하는 것은 아니라고 Hughson은 말합니다. 그러나 그렇게 할 수 있는 능력은 두 대의 공작 기계와 한 명의 프로그래머/운영자로 제한되어 있습니다(나머지 팀은 마케팅을 담당하는 Weiss 씨의 아내 Whitney와 Weiss 씨의 시계 제조 견습생인 Lisa Odland 및 프론트 오피스 관리자 Christy Broderson). 한편, 작업의 복잡성은 해당 작업에 전념하지 않는 외부 상점의 경우 큰 주문이 될 수 있습니다. 스케일링 프로덕션이 목표지만 예술은 타협할 수 없습니다.

시간 만들기

아웃소싱의 현실을 감안할 때 Mr. Hughson은 가공 공정 개발의 가장 큰 부분을 처리합니다. 더 큰 부품은 Methods Machine Tools에서 제공하는 Robodrill로 이동합니다. 가장 작고 가장 복잡한 구성 요소는 일반적으로 그가 "데크아웃" 스위스 유형 선반이라고 부르는 것으로 이동합니다. 이 선반은 시계 제작에 적합한 여러 비표준 기능을 갖춘 스위스에서 수입한 9축 Tornos Swiss Nano입니다. 예를 들어, 개별적으로 제어되는 2개의 고주파 밀링 스핀들은 각각 60,000 및 80,000rpm을 제공합니다. 이는 가장 작은 절삭 공구로도 효과적인 밀링을 위한 충분한 속도입니다. 다른 기능 중에서 갱 툴링 기계는 기어 호빙 작업을 위한 워크홀딩 및 밀링 스핀들과 작은 부품을 제거하기 위한 진공이 있는 튜브 시스템을 동기화하는 기능도 제공합니다.

그러나 가능한 한 빨리 프로토타입을 반복하려면 올바른 기술뿐만 아니라 자체 개발한 독창성이 필요합니다. 예를 들어, Tornos에서는 0.03인치 슬리팅 톱과 같은 도구를 효과적으로 실행할 수 있는 기능조차 설정을 변경해야 할 때까지만 가능합니다. Hughson은 "주축과 보조 스핀들 사이에 주먹을 댈 수도 없습니다."라고 설명하면서 작은 형상이 실제로 가공되었는지 또는 부품이 실제로 하위 스핀들 백워크 작업을 위해 전송되었는지 여부를 확인하기 어려울 수 있다고 설명합니다. . 더욱이 단일 부품에는 각각 고유한 오프셋이 있고 접근 벡터에 따라 다른 동일한 도구에 대한 오프셋이 있는 최대 10개의 서로 다른 절단 도구를 사용하는 작업이 필요할 수 있습니다. 각 도구를 접촉 용지에 대고 이러한 오프셋을 설정하는 것은 깨지기 쉽고 값비싼 부품뿐만 아니라 깨지기 쉽고 값비싼 도구의 손상을 방지하는 중요한 단계이며 시간이 많이 소요될 수 있습니다.

그렇기 때문에 Hughson 씨는 일찍부터 아무것도 가지지 않기로 결정했습니다. 대신, 그는 메인 스핀들 가이드 부싱이나 서브 스핀들 마이크로 척에서 겨우 튀어나온 공작물에 붙어 있는 개별 칩을 볼 수 있을 만큼 상세한 평면 LCD의 작업 영역의 수정처럼 맑은 이미지에 따라 오프셋을 시각적으로 설정합니다. 이 이미지는 갱 슬라이드의 도구 홀더에 설치된 작은 현미경 카메라에 의해 생성됩니다. “저는 모든 도구를 설정하고 각 도구에 대한 스톡 오프셋을 불러오고 확인하고 필요에 따라 조정합니다. 아무것도 건드릴 필요가 없다"고 말했다. 이 자체 개발 시스템은 또한 프로그램이 견고하고 모든 것이 올바르게 설정되고 가공되었다는 마음의 평화를 제공합니다.

VMC에서 워크홀딩은 프로토타입 반복을 가속화하기 위한 가장 중요한 진전의 초점이었습니다. 특히 Hughson 씨는 원래 설계에서 정밀 위치 지정 핀을 사용했던 것처럼 부품과 고정 장치 사이의 인터페이스에 너무 많은 노력을 들이기보다는 고정 장치와 기계 간의 정확하고 반복 가능한 인터페이스를 보장하는 데 중점을 두는 것을 선호합니다. 결국, 프로토타이핑은 종종 검사를 위해 기계에서 부품을 떼어내야 합니다. 고정 장치 위치가 원래 위치에서 수천 분의 1인치 이상 차이가 나지 않는 한, 기계 내 프로빙은 부품 주변의 워크 오프셋을 빠르고 자동으로 업데이트할 수 있습니다.

샌드빅 직원이었던 그는 자연스럽게 기계와 프로토타입 워크홀딩 사이에 중요한 인터페이스를 제공하기 위해 Capto 퀵 체인지 툴링 블랭크를 수정하는 쪽으로 방향을 틀었습니다. 반복 가능한 맞춤에만 의존하는 것과 비교할 때, 이 전략을 사용하면 반대쪽 부품 측면의 피쳐가 서로에 대해 올바르게 배치되도록 하는 것이 더 쉽습니다. 고정 장치 설계가 더 관대할 수 있고 작업 고정 장치 마모 또는 손상의 영향이 덜 심각하며 문제를 해결하기가 더 쉽습니다.

앞으로 똑딱

거의 전적으로 미국산 부품으로 제작된 이 회사의 첫 번째 무브먼트는 이 잡지의 표지에 묘사되어 있습니다. American Issue Field Watch를 구동하는 CAL 1003입니다. 이 금도금된 첫 번째 버전은 단 50개로 제한되었습니다. 이제 이 무브먼트는 네 번째 생산 단계에 있으며 이전 버전보다 높은 비트율과 1,995달러 시계 사용자가 원하는 대로 시계를 시작 및 중지할 수 있는 "해킹" 메커니즘이 특징입니다. 앞으로의 목표는 여전히 스위스에서 생산되는 마지막 몇 가지 부품인 헤어스프링과 보석을 미국 땅으로 가져오는 것입니다. 능력은 있지만 공급업체는 작업을 고려하기도 전에 특정 수량을 생산할 기회가 필요하다고 Weiss 씨는 말합니다. 그와 Hughson 씨는 모두 처음부터 그래왔듯이 여기에서 확장하는 것이 점진적인 프로세스가 될 것으로 기대합니다. Hughson씨는 "우리는 함께 하면서 배우고 있습니다."라고 말합니다.

그럴 수도 있지만 회사는 4년이라는 짧은 기간 동안 많은 발전을 이루었습니다. 이는 복원을 목표로 하는 미국 워치메이킹의 명성을 낳은 본질적으로 동일한 모델을 따름으로써 가능합니다. 19세기 중반부터 Waltham Watch Co.와 같은 미국 회사들은 스위스 장인들의 기술을 생산 장비로 보완하여 공예품을 손상시키지 않으면서 시계를 더 저렴하고 쉽게 만들 수 있게 했다고 Weiss 씨는 설명합니다. 산업은 쿼츠 무브먼트의 출현으로 쇠퇴했지만 스위스는 수백 개의 부품으로 손으로 조립된 시계의 엔지니어링을 높이 평가하는 애호가들이 주도하는 롤렉스와 같은 브랜드의 지속적인 성공으로 기계 전통을 유지했습니다. Weiss Watch Co.는 구세계의 장인 정신과 현대 제조 기술 및 기술을 결합한 Waltham과 유사한 전략을 활용하여 "made in America" ​​라벨에 대한 특별한 인식을 갖고 있지만 유사한 고객을 유치하는 것을 목표로 합니다.

그래서 시계공은 말합니다. 기계공의 경우 Hughson 씨는 부품 가공에 대한 기존 접근 방식에 정기적으로 도전하는 작업을 수행하는 것이 행복할 수 없습니다. 그리고 참신함은 요즘 그의 유일한 동기가 아닙니다. "대부분의 고급 제조에서는 과시할 수 없기 때문에 숨겨진 이중 생활이 있는 것과 같습니다."라고 그는 말합니다. "워치메이킹에서 '제 손목에 있는 이 작은 기계를 보세요. 이것이 바로 제가 하는 일입니다!'라고 말할 수 있습니다. 그 자체로 아름다운 것을 만드는 것입니다."