Lời mở đầu

Tại các nhà xưởng sản xuất, ngoài bộ ba yêu cầu về chất lượng cao, thời gian giao hàng ngắn và chi phí thấp, các vấn đề như thiếu hụt nhân lực và kế thừa kỹ năng ngày càng trở nên rõ rệt. Linh kiện siết tuy nhỏ bé nhưng lại là “cổng chất lượng cuối cùng” ảnh hưởng đến hiệu suất hoạt động của thiết bị và tỷ lệ sản phẩm đạt chất lượng. Trong những năm gần đây, sự phát triển đang được đẩy mạnh trong ba lĩnh vực chính: ① Vít me bi với tính năng cao hơn giúp nâng cao độ chính xác gia công, ② Vít có hình dạng đặc biệt giúp giảm tải công việc và sai sót, và ③ Bu lông thông minh IoT giúp trực quan hóa tình trạng siết. Khi kết hợp với quản lý mô-men xoắn (quản lý để tái tạo lực siết định trước) và khả năng truy xuất nguồn gốc (theo dõi lịch sử), những công nghệ này tạo thành một nền tảng đảm bảo chất lượng xuyên suốt từ thiết kế, mua sắm, sản xuất đến bảo trì. Bài viết này sẽ giải thích các điểm chính của từng công nghệ, những điểm cần lưu ý khi lựa chọn và triển khai, cùng với chiến lược thực thi trong ngành sản xuất Việt Nam dưới góc độ thực tế.

Trong môi trường sản xuất hiện nay, ngoài ba yêu cầu kinh điển chất lượng cao – giao hàng nhanh – chi phí thấp, doanh nghiệp còn phải đối mặt với bài toán thiếu hụt nhân lực và chuyển giao kỹ năng. Dù có kích thước nhỏ, các chi tiết siết chặt như ốc vít lại là “cổng kiểm soát chất lượng cuối cùng”, ảnh hưởng trực tiếp đến tỷ lệ vận hành thiết bị và tỷ lệ sản phẩm đạt chuẩn.

Trong những năm gần đây, các công nghệ liên quan đến ốc vít và cơ cấu truyền động đang tăng tốc đổi mới trên ba phương diện:

① Nâng cấp chức năng của vít me bi (Ball Screw) nhằm tăng độ chính xác gia công

② Ốc vít hình dạng đặc thù giúp giảm tải thao tác và hạn chế sai sót

③ Bulông thông minh IoT (Smart Bolt) có khả năng hiển thị trạng thái siết chặt theo thời gian thực

Các công nghệ này, khi kết hợp với quản lý mô-men xoắn (tái tạo chính xác lực siết theo tiêu chuẩn) và truy xuất nguồn gốc (theo dõi lịch sử), sẽ hình thành một nền tảng đảm bảo chất lượng xuyên suốt từ khâu thiết kế – mua hàng – sản xuất – bảo trì. Bài viết này sẽ phân tích điểm mạnh của từng công nghệ, tiêu chí lựa chọn, quy trình triển khai, và chiến lược ứng dụng thực tế trong ngành sản xuất tại Việt Nam.

Vít me bi – thế hệ mới hiện thực hóa độ chính xác cao

Vít me bi thế hệ tiếp theo dành cho máy công cụ chính xác của NSK được thiết kế để giảm thiểu biến thiên ma sát khi trục dẫn hướng đảo chiều chuyển động — vốn là nguyên nhân gây ra lỗi đặc trưng gọi là Quadrant Glitch (điểm nhô bốn góc) trong quá trình gia công. Nhờ đó, độ ổn định khi gia công các góc trong đường bao và khi định vị ở các bước siêu nhỏ được cải thiện rõ rệt, giúp đạt chất lượng bề mặt cao hơn.
Một lợi thế lớn về mặt vận hành là vít me bi này tương thích với cấu hình máy hiện hữu, cho phép doanh nghiệp nâng cấp theo từng giai đoạn (retrofit) mà không cần đầu tư thay máy mới — một yếu tố rất thiết thực trong sản xuất.

Tại sao lại xảy ra lỗi Quadrant Glitch (điểm nhô bốn góc)?

Khi đảo chiều, trạng thái tiếp xúc giữa bi và rãnh vít thay đổi tạm thời, tạo ra sự cộng hưởng giữa các yếu tố: Ma sát biến thiên, độ rơ ngược (backlash), độ trễ điều khiển. Sự cộng hưởng này khiến sai lệch tăng lên. Khi làm phẳng được biến thiên ma sát, tải bù của hệ điều khiển giảm đi, kéo theo độ ổn định quỹ đạo gia công và độ nhám bề mặt ra được cải thiện đáng kể.

Các điểm chính để đo lường và đánh giá hiệu quả

• Đo lường bằng Ballbar: Quan sát sai lệch quỹ đạo hình tròn để định lượng mức Quadrant Glitch trước và sau khi nâng cấp
• Chất lượng bề mặt gia công: Đánh giá Ra/Rz, độ nhấp nhô (Waviness) trong gia công gương hoặc rãnh siêu nhỏ
• Tiêu thụ Năng lượng: Ma sát giảm giúp giảm điện năng của trục chính và trục dẫn động, giảm phát nhiệt, hạn chế biến dạng nhiệt

Lĩnh vực ứng dụng và gợi ý thiết kế

Công nghệ này đặc biệt hiệu quả trong các lĩnh vực yêu cầu định vị cấp độ micromet, chẳng hạn: Gia công khuôn mẫu, Thiết bị bán dẫn, Linh kiện y tế
Đối với máy đang sử dụng, nên triển khai đồng thời thay thế vít me bi tương thích, tái cấu hình tham số điều khiển (gain / bù tiên đoán)

Ốc vít hình dạng đặc thù giúp tăng hiệu quả thao tác

Dòng Totsupla Screw® của hãng Accurate sử dụng thiết kế độc đáo với góc mũi bit bằng 0°, giúp triệt tiêu lực đẩy hướng lên khi xoay vít và ngăn hiện tượng trượt bit khỏi rãnh vít (cam-out). Nhờ diện tích tiếp xúc truyền động lớn, mô-men xoắn được truyền ổn định, giảm hư hỏng rãnh vít và giảm mài mòn đầu bit.

Theo đuổi cả hai mục tiêu: Năng suất và Chất lượng

• Giảm lực tỳ đè: Không cần dùng lực mạnh khi siết, giúp thao tác chắc chắn ngay cả ở tư thế khó, không gian hẹp hoặc vị trí trên cao.
• Giảm sai lệch thao tác: Mũi vít ít bị trượt, giúp độ tái lập của việc đạt đến mô-men xoắn mục tiêu cao.
• Kéo dài tuổi thọ dụng cụ: Giảm mài mòn mũi vít, hạn chế tổn thất do thay thế dụng cụ và các khoản chi phí gián tiếp liên quan.

So sánh với ốc vít truyền thống (từ góc độ nhà xưởng)

Những điểm cần lưu ý khi ứng dụng và triển khai

Dòng vít này đặc biệt phù hợp với dây chuyền lắp ráp đa công đoạn – đa tư thế và môi trường sản xuất biến động chủng loại, khối lượng nhỏ–nhiều mã hàng.
Khi áp dụng, nên xác định mô-men siết tiêu chuẩn và giới hạn chất lượng (lực siết tối thiểu) theo tiêu chuẩn ISO 16047 để việc phân tích lỗi và thiết lập điều kiện sản xuất về sau được dễ dàng.

Giám sát lực siết kết cấu bằng IoT – bước tiến mới trong bảo trì

Bulông / đai ốc thông minh tích hợp cảm biến có thể đo các dữ liệu như lực siết (axial force), nhiệt độ, độ rung,… và truyền chúng qua Bluetooth / LoRa / NB-IoT đến bộ gateway, sau đó gửi lên đám mây để phân tích. Nhờ đó, doanh nghiệp có thể biết trạng thái siết chặt mà không cần dừng thiết bị, tạo nền tảng cho bảo trì dự đoán (Predictive Maintenance).

Công thức cơ bản và khái niệm đo lường

• Mối quan hệ gần đúng giữa mô-men xoắn và lực dọc trục
  T = K × F × d
  (T: mô-men xoắn, F: lực siết, d: đường kính danh nghĩa, K: hệ số đai ốc).
• Trên thực tế, hệ số K thay đổi tùy thuộc vào xử lý bề mặt và bôi trơn, do đó việc đánh giá theo tiêu chuẩn ISO 16047 và kiểm chứng chéo với các giá trị đo thực tế từ bulông thông minh là rất quan trọng.

Cấu trúc dữ liệu IoT điển hình trong hệ thống giám sát bulông

1. Edge (Thiết bị biên): Thu thập dữ liệu bằng cảm biến biến dạng và nhiệt độ tích hợp trong bu lông.
2. Kết nối: Sử dụng Bluetooth cho khoảng cách gần, và LoRa/NB-IoT cho các ứng dụng ngoài trời hoặc khu vực rộng.
3. Nền tảng (Platform): Trực quan hóa dữ liệu trên bảng điều khiển đám mây, giám sát ngưỡng và xu hướng, phát cảnh báo.
4. Tích hợp hệ thống: Liên kết với MES/CMMS để tự động hóa chỉ thị công việc và đặt hàng linh kiện.

Mẹo thiết kế cảnh báo

• Giám sát đồng thời tốc độ suy giảm lực siết (%/giờ) và giới hạn lực siết tối thiểu
• Dùng so sánh tương đối giữa các bu lông có điều kiện tương đương để loại bỏ nhiễu và sai số cảm biến
• Áp dụng bù nhiệt theo điều kiện môi trường

Nguồn năng lượng & bảo vệ cảm biến

• Kết hợp pin dung lượng cao với Energy Harvesting (tận dụng nhiệt độ hoặc rung động) để kéo dài chu kỳ bảo dưỡng

• Thiết kế chống nước – chống bụi (chuẩn IP) và chống va đập, cho phép vận hành ngoài trời hoặc môi trường rung động mạnh

Ví dụ tính toán hiệu quả đầu tư (mô hình tham chiếu)

• Giám sát liên tục 200 bulông quan trọng → Chuyển từ việc tháo gỡ định kỳ 2 lần/năm sang bảo trì dựa trên tình trạng (CBM).
• Giả định giảm 20% thời gian ngừng máy, giảm 30% công sức kiểm tra, và giảm 10% vật tư tiêu hao, thì thời gian thu hồi vốn đầu tư ước tính nằm trong khoảng 1.5 đến 2.5 năm.

Chiến lược triển khai trong ngành sản xuất tại Việt Nam

Tại Việt Nam, dòng vốn FDI tiếp tục mở rộng và các khoản đầu tư nâng cấp công nghệ ngày càng tăng, khiến việc chuẩn hóa quản lý chất lượng theo tiêu chuẩn quốc tế trở thành yêu cầu cấp bách. Ohta Vietnam hỗ trợ toàn bộ chu trình từ mua hàng – kiểm tra – triển khai một cách xuyên suốt, không đứt đoạn.

Mua sắm và tuân thủ tiêu chuẩn

• Hỗ trợ đặt hàng từ sản phẩm tiêu chuẩn đến hàng đặt theo yêu cầu của nhà cung cấp trong và ngoài nước.

• Tư vấn thống nhất ký hiệu bản vẽ, vật liệu, cấp độ bền theo tiêu chuẩn JIS / ISO.

• Khi thay thế nguồn cung, GIS kiểm tra sự tương thích thông số, bao gồm hệ số mô-men K và điều kiện bề mặt tiếp xúc, nhằm đảm bảo tái tạo chính xác lực siết ở cấp độ sản xuất

Đảm bảo chất lượng và truy xuất nguồn gốc

• Xây dựng kế hoạch kiểm tra theo ba giai đoạn IQC – IPQC – OQC (kiểm tra đầu vào – trong công đoạn – trước khi xuất hàng).

• Tích hợp dữ liệu từ bu lông thông minh lên nền tảng đám mây, liên kết với lô sản xuất / máy móc / nhân sự thao tác, tạo hệ thống truy xuất minh bạch theo thời gian thực.

Đè xuất Lộ trình triển khai

1. PoC (Chứng minh tính khả thi): Chọn từ 20 đến 50 mối ghép quan trọng và thu thập dữ liệu cơ sở.
2. Thí điểm (Pilot): Thực hiện đồng thời việc nâng cấp vít me bi, thay thế bằng vít Totsupra, và giám sát IoT trên một dây chuyền.
3. Triển khai toàn diện: Nhân rộng tại các công đoạn có ROI cao, cập nhật vào tiêu chuẩn vận hành & đào tạo

Các trường hợp thực tế (tóm tắt)

• Áp dụng vít Totsupra trên dây chuyền lắp ráp, giúp giảm 40% lực ấn và giảm 8% nhịp thời gian. Duy trì không có trường hợp hư hỏng rãnh vít.
• Thay thế hệ thống truyền động của khuôn ép bằng vít me bi độ chính xác cao, giúp cải thiện 20-30% độ nhám bề mặt gia công Ra và rút ngắn công đoạn hoàn thiện.
• Triển khai IoT cho các bulông quan trọng trong thiết bị nhà máy, chuyển đổi việc tháo gỡ định kỳ sang CBM, và đạt được mức giảm khoảng 30% chi phí bảo trì hàng năm.

Giá trị mà Ohta cung cấp

• Hỗ trợ tồn kho tại chỗ và giao hàng nhanh chóng, hỗ trợ từ thử nghiệm đến sản xuất hàng loạt.
• Đồng hành đào tạo quản lý mô-men xoắn, phân tích lỗi siết chặt, thiết kế dashboard hiển thị dữ liệu và tiêu chuẩn hóa quy trình.

Tham khảo: Các trường hợp hỗ trợ của công ty chúng tôi (dữ liệu nội bộ), JIS B 0205-1/ISO 68-1, ISO 898-1, ISO 16047, v.v.

Tổng kết

Công nghệ ốc vít thế hệ mới phát huy tối đa giá trị khi được triển khai theo mô hình ba mũi nhọn:

① Vít me bi độ chính xác cao → nâng chuẩn chất lượng biên dạng và bề mặt
② Ốc vít hình dạng đặc thù → giảm sai số thao tác và ngăn lỗi siết
③ Bulông thông minh IoT → trực quan hóa trạng thái siết, tạo nền tảng cho bảo trì dự đoán

Trong quá trình triển khai, hãy tuân thủ chu trình:
Đo → So sánh → Kết nối
(1) đo lực siết – lực dọc trục – độ nhám bề mặt – năng lượng tiêu thụ
(2) thử nghiệm và so sánh các phương án thay thế
(3) kết nối dữ liệu vào hệ thống chuẩn để vận hành thống nhất

Ngắn hạn, doanh nghiệp có thể kỳ vọng rút ngắn thời gian, giảm lỗi siết chặt; dài hạn, tiến tới CBM hóa bảo trì và tối ưu hóa năng lượng. Bước khởi đầu phù hợp nhất là xác định các mối ghép quan trọng và bắt đầu PoC, từng bước xây dựng hệ thống quản lý siết chặt dựa trên dữ liệu.

Nguồn: Thông tin sản phẩm NSK, trang sản phẩm Accurate, các tiêu chuẩn ISO / JIS liên quan.

Kết luận

Vui lòng gửi phản hồi qua email này hoặc liên hệ với bộ phận kinh doanh của chúng tôi nếu có bất kỳ câu hỏi nào liên quan tới mẫu sản phẩm hoặc tài liệu liên quan.

Tại Ohta Việt Nam, chúng tôi không chỉ cung cấp các sản phẩm đã làm sẵn như ốc vít và bulông, mà còn hỗ trợ các hoạt động trong lĩnh vực sản xuất như gia công cắt, kiểm tra, lắp ráp, đóng gói…
Danh sách thiết bị của chúng tôi nhấp để xem tại đây

Là “đơn vị chuyên hỗ trợ” cho ngành sản xuất ở châu Á. Nếu doanh nghiệp có bất kỳ câu hỏi hỏi nào liên quan, vui lòng liên hệ với Ohta Vietnam để được hỗ trợ chi tiết!
URL: https://ohtavn.com/vi/contact/

Đến trang Chuyên đề