GépészPresszó

CNC, ipari automatizálás, karbantartás, gyártás.

Óragyártás a gépész szemszögéből

Oszd meg az ismerőseiddel!

Egy majdnem elfeledett régi világ művészi hozzáértése, jól vegyítve egy CNC megmunkálóközpont pontosságával és egy hosszeszterga termelékenységével a titka az USA egyetlen mechanikus óra gyártójának.

A remek tudású, szakmája iránt végtelen alázattal bíró bizonyított órásmester nagyító lencsék fölé görnyedve alig-alig fordít figyelmet a CNC szerszámgépek működésének, vagy egyáltalán jelenlétének. A több száz precíziós alkatrész ellenőrzése és precíz illesztése éppen eléggé leköti őt ahhoz, hogy erre ne legyen ideje.

Még sincs arról szó, hogy  a hagyományokhoz ragaszkodó vállalkozó órásmester ne értékelné, vagy ismerné el a CNC technológia jelentőségét, illetve az abban rejlő lehetőségeket. Pontosan tudja, hogy a hatékony és pontos gyártás fontos része az álma felépítésének.
Ami pontosan egy a nevével fémjelzett, hagyományos alapokon, de a kor gyártási kihívásaihoz igazodó prémium luxuskaróra készítése. A kihívás nem kicsi, hisz a ‘60-as években terjedni kezdő olcsó kvarc színvonal és az emberek tömegeinek megváltozott értékrendje kevés híján megölte a magas minőségű karórák létjogosultságát.
A mester pedig pontosan tisztában van azzal, hogy a precíz szerelés kevés, pontos és házon belül gyártott alkatrészekre van szükség ahhoz, hogy álma célt érjen.

Ez tehát az ok, amiért a Weiss Watch Co. -nak modern szerszámgépekre van szüksége. Az alapító kimagasló tudása és ügyessége ellenére is a sárgaréz főelemek, óratokok, mozgáshoz nélkülözhetetlen elemek gyártása nem csak hatalmas költség, de rettenetesen sok időt is venne igénybe, a számjegyvezérlésű gépek nélkül. És itt nem csak, sőt, nem is elsősorban a nagy sorozatok elkészítésének idejéről van szó. Sokkal inkább a visszatérő kis sorozatok rugalmas kezeléséről, és egy-egy prototípus gyors elkészítéséről.
Enélkül a rugalmasság nélkül ugyanis nem lenne lehetőség az új modellek tesztelésére, különböző változatok összehasonlítására és kiértékelésére. 

A szükséges munka elvégzésére egy háromtengelyes függőleges CNC marógép, és egy svájci típusú, ún. hosszeszterga áll  rendelkezésre. Természetesen a gépeket nem akárki kezeli. Grant Hughson, aki egyben üzlettárs, egy szerszámgyártó korábbi alkalmazástechnológusa, a forgácsolás legkritikusabb területeinek is jó ismerője.
Ők ketten felismerve, hogy a precíziós mini alkatrészek gyártására már szinte sehol sincs elegendő partner, célul tűzték ki a saját alkatrészek gyártásán túl különböző időmérőkhoz szükséges alkatrészek gyártását. 

Weiss elmondta, hogy korábban, mikor svájci alkatrészekből a konyhaasztalánál állította össze az órákat, a legtöbb gépműhelynek esélye sem volt a szükséges precizitás elérésére. De a pontosságon túl nagyon fontos tényező az esztétikum is.

Weissnek emlékei vannak azokról az időkről, amikor egy beszállító a komoly késéséért azza vezekelt, hogy ingyen adta a kért alkatrészeket.
A mikronnál kisebb tűrések és az Ra16 felületi érdesség elérése 1 mm-nél is kisebb alkatrészeken nem megszokott a gépészet világában.

A munka különlegessége

Hughson a gépészet oldaláról nézve megjegyzi, hogy a munka nehézsége túlmutat azon, hogy szigorú és szűk tűrésmezőkbe kell beférni. Ezekre a feladatokra születni kell. Például vannak szubjektív elvárások, amik bár nem meghatározhatók egzaktul, kötelező őket betartani. És a megszokotthoz képest egyes műveletekben vagy azok sorrendjében eltérések mutatkoznak. Ennek oka, hogy a gépi megmunkálást követő kézimunkát kell támogatni. Ez a hagyományos gépiparban fordítva működik. Ott nem kötelező, hanem kerülendő a kézi munkavégzés a gyártott termékeken.

A gyártás művészete

Kevés esetben számít, hogy a forgácsoló szerszám által hagyott nyom milyen mintát rajzol. De az óragyártás világában, az óraszerkezet darabjait tartó sárgaréz elemnél például fontos. Itt a programozás nem abból áll, hogy a CAM szoftverbe kijelöli a felelős a területet és zsebmarás stratégiát választ. A szerszámpálya finomhangolása olyan szintre kell, hogy eljusson, mikor szinte rajzolja a vonalakat, nem csak anyagot választ le. 

ora keszites cnc
A pontosság és sorja mentesség nélkülözhetetlen, de a szerszámpályák vizuális hatása is fontos.

Az alkatrész síkmarása 45 fokos szögben, állandó átlépéssel kell, hogy történjen. Ez az ún. Genf-i csíkozás, aminek komoly esztétikai jelentőséget tulajdonítanak. De a belső vonalak, zsebek és alakos hornyok elhelyezkedése is fontos, nemcsak esztétikai de porvédelmi szempontokból is. Mindez azt kívánja a programozótól, hogy néha irracionálisnak tűnő CAM programozási megoldásokkal éljen.

És ahol az esztétikum ekkora jelentőséggel bír, ott a minőségellenőrzés számára nem léteznek konkrét számok. Mivel a CAM szoftverek beépített intelligenciája teljesen nem befolyásolható, az is előfordul, hogy egy alkatrészt vagy prototípust módosítani kell, csupán azért, mert a megmunkálás során kialakuló esztétikai sajátosságok nem megfelelőek. A dolgot nagyban nehezíti, hogy a miniatűr alkatrészek számára készített zsebek, furatok és hornyok egymáshoz nagyon közel esnek, így azok elkészítése sérülékeny és pici szerszámokkal történik.

A forgácsolószerszám hozzáférésének biztosítása szintén nagy kihívás a sorjázások elvégzésének tekintetében. Előfordulnak esetek, amikor az órakészítő és a technológus inkább a kézi sorjázás felé hajlik, de vannak helyek, aholvá a gép jobban befér, vagy precízebben el tudja végezni, különösen kettőnél több gyártandó darab esetén. De a gép számára sem egyértelműen egyszerű a feladat. A marás iránya, a szerszám sajátosságai és a fizika törvényszerűségei miatt a sorjaképződést tudatosan úgy kell alakítani, hogy az később semmilyen problémát ne okozzon, de esztétikai értékvesztéssel sem járhat.
Előfordulnak olyan marások, hogy a szükséges mélységet nem szabad elérni, hogy ne szakadjon át a kontúr, vagy ellenirányú marás szükséges. De néha az egyértelműen első felfogásban készítendő alaksajátosságot, a kettes operációból kell készre munkálni, csak a sorja kedvező alakulása miatt.

A magas szakmai kihívás természetesen nem jelenti azt, hogy nem lehet folyamatbiztos gyártási megmunkálásokat kidolgozni. A cég műszaki oldalon két főből áll, és ez jelent némi limitációt az elérhető darabszám tekintetében.  A cél a termelési kapacitás növelése, de a művészi színvonal fenntartása mellett ez egy rendkívül nehéz feladat. 

Csinálni az időt

Az elkészítendő óra alkatrészek jelentős része házon belül készül. A nagyobbak a megmunkáló központon, a kisebbek a hosszesztergán. A svájci típusú eszterga számos olyan sajátossággal bír ami nemcsak fontos, de nélkülözhetetlen az óra gyártáshoz. Például a hajtott szerszámok fordulata akár a 80.000-et is elérheti, ami megfelelő vágósebességet biztosít a legkisebb szerszámok számára is. Az eszterga és maróorsók szinkronizálása szintén fontos a miniatűr fogaskerekek elkészítésénél, ahogy a vákumos munkadarab elkapó is.

A hatalmas tudása ellenére óriási kihívás ilyen kicsi alkatrészek készítése, amit a legtöbb forgácsoló el sem tud képzelni. A hozzáférések nagyon szűkek. Az elvégzett műveletek pedig sokszor olyannyira finomak, hogy szabad szemmel meg sem lehet mondani, hogy megtörtént avagy sem. Az óra működése és pontossága szempontjából azonban mégis szükség van ezekre.
A gép szerszámozása és a sok lineáris tengely szintén növeli a kihívást. A pici átmérőjű vágószerszámok sérülékenysége olyan odafigyelést követel, amilyet a legtöbb forgácsolási terület nem. 

oratengely hosszeszterga
A hozzáférések kicsik, a szerszámok és a munkadarab is sérülékenyebb, mint szinte bármi, ami forgácsolással készül.

Hogy a nehéz észlelés és lehetetlen megfigyelés problémáit elkerüljék, az eszterga munkaterébe egy LCD TV-re vetítő mikroszkópot állítottak be. Így a szerszámok offset beállítása korábban elérhetetlen biztonsági faktorral bonyolíthatók. Továbbá minden váratlan esemény nagy biztonsággal észlelhető. 

ora gyartas cnc-vel
A pici alkatrészek és szerszámok észlelése mikroszkóppal lehetséges. A szerszámbemérés is ezzel történik.

A megmunkálóközponton a prototípusok gyártási ismételhetősége okozott némi kihívást a munka elején. A megoldás végül az lett, hogy nem az alkatrész és a készülék pozíciójára helyezik a hangsúlyt, hanem a készülék és gép pozícióira.
A prototípus gyártásra jellemző, hogy a darabot többször ki kell venni a gépből, azonban a munkának folytathatónak kell lenni. A jól átgondolt készülékezésnek köszönhetően a gépből kivett készülék pár ezredmilliméteren belül visszakerül az eredeti helyére, ami hibát a gépbe épített bemérő a nullpontot bemérve képes kompenzálni. 


A készülék pozícionálási pontossága a CAPTO rendszerben rejlik. Ez alapvetően egy szerszámbefogási technika, de ahogy azt láthatjuk, az óragyártás magas kreativitást igényel, így jól ismert módszerek itt néha egészen mást jelentenek.

oragyartashoz keszulek
A munkadarab gépből kivéve és visszarakva megőrzi a pozíció pontosságát mindaddig, amíg a készülékben van. Ezzel csökken a mellékidő, és növekszik a pontosság.

Mit ketyeg a jövő

Az álom, miszerint kizárólag az USA területén készített alkatrészekből álló luxus óra készüljön az erre nyitott piacnak, csaknem megvalósult. A szerkezet, ami a CAL 1003 nevet viseli az American Issue Field Watch órát működteti.
Ahhoz, hogy az utolsó alkatrészek gyártása is elkerüljön svájcból, csaknem minden adott. A hajrugók, és a tengelyek csapágyazásaira szolgáló drágakövek elkészítése is megvalósítható lesz belátható időn belül. Azonban a svájci beszállítókkal való kapcsolat fontos az órásmester számára, ezért óvatos az őket is érintő döntések meghozatalában. 

Bár a két parner motivációi különböznek, mindkettőre igaz, hogy erős lábakon áll. Weiss számára az amerikai óragyártás becsületének visszaállítása elérhető közelségbe került, és látva, hogy néhány svájci luxusóra gyártónak sikerült megtalálni a mérnöki precizitást és kézzel készített eszközöket értékelő piacot, nagyon bizakodó. Tudja, hogy hazája megannyi lakójában erős a nemzeti öntudat.

Hughson pedig attól boldog, hogy elsőre leküzdhetetlennek tűnő gépészeti akadályokat ugorhat meg műszaki kreativitása maximális kibontakoztatásával. Élvezi, hogy szinte elmondani sem tudja, amit csinál, de a kezén lévő apró szerkezet által mégis megmutathatja. 

óra szerkezet

GépészPresszó