“Việt hóa” cân kỹ thuật - Bài toán hóc búa cho các nhà khoa học của Viện Cơ học & Tin học ứng dụng

Vài năm trở lại đây, khi nhu cầu cân kỹ thuật xe container, xe tải… tăng cao, hầu hết các cơ quan, doanh nghiệp nước ta đã chọn giải pháp nhập ngoại hoàn toàn. Ngoài giá thành cao, loại cân cân kỹ thuật ngoại này còn có nhược điểm là rất khó kiếm thiết bị thay thế. Và bài toán “Việt hóa” sản phẩm khá hóc búa này được đặt ra cho các nhà khoa học của Viện Cơ học và Tin học ứng dụng…

Từ nghiên cứu
Năm 2007, khi nhận được đơn đặt hàng thiết kế cân kỹ thuật của Xí nghiệp Cơ khí Quang Trung, Phòng tự động hóa và robot, Viện Cơ học và Tin học ứng dụng đã nghiên cứu 2 kiểu cân kỹ thuật phổ biến, đó là cân cảm biến số Digital load cell (DLC) và cân cảm biến Digital junction box (cảm biến tại các mốt nối).

Sau khi xem xét những nhược điểm của DLC (không có sản phẩm tương đương thay thế), nhóm nghiên cứu đã chọn công nghệ “digital junction box” để có thể sử dụng tổng hợp linh kiện của nhiều hãng khác nhau. Từ các cảm biến trọng lượng dạng tương tự analog đang được sử dụng phổ biến, nhóm nghiên cứu đã tích hợp thêm một số linh kiện như: Khuyếch đại và chuyển đổi tín hiệu… để tạo thành các cảm biến trọng lượng kỹ thuật số.

Các phần tích hợp thêm này được xếp trong một bo mạch riêng, gắn ngoài, gọi là mạch “digital junction box”, giúp các cảm biến trọng lượng kỹ thuật số từ bộ digital junction box khi truyền về máy tính sẽ được phần mềm xử lý cho ra số liệu tính toán cân hiển thị trên máy tính.

Cuối 2008, Viện Cơ học và Tin học ứng dụng đã thiết kế và lắp đặt hoàn chỉnh 2 cân kỹ thuật cân ô tô 100 và 150 tấn, có kích thước bàn cân 4,5m x 21m, dùng lần lượt 10 và 13 DLC (cân ô tô thông thường từ 60 đến 80 tấn, kích thước sàn 3m x 18m, số cảm biến chỉ khoảng 8 chiếc).

Theo TS Lê Duy Thạc - chủ nhiệm công trình chế tạo, việc “Việt hóa” hầu hết chi tiết cân kỹ thuật giúp giá thành sản phẩm hoàn thiện chỉ bằng 1/2 giá cân DLC nhập ngoại do Pfister (Đức) sản xuất.

Đến thực hiện
Từ các mẫu thiết kế cân kỹ thuật của các hãng nổi tiếng thế giới, nhóm thực hiện đã lựa chọn thiết kế cân theo công nghệ của hãng Pfister Waagen (Đức).

Ngoài việc tích hợp một số linh kiện khuyếch đại và chuyển đổi tín hiệu để “lên đời” các cảm biến trọng lượng analog thành các cảm biến trọng lượng dạng kỹ thuật số, nhóm thiết kế cũng đã chủ động gia công các chi tiết sản phẩm ngay tại các xưởng cơ khí trong nước. Sàn cân được đúc bằng bê tông cốt thép và được liên kết với nhau bằng các khớp mềm, có khả năng chịu tải tốt.

Các chi tiết cơ khí như: Khớp nối, thiết bị chống dao động ở 4 góc bàn cân, phần xương chịu lực tạo hình cho bàn cân… được gia công trên máy CNC (do Việt Nam chế tạo) đảm bảo chính xác từng chi tiết.

Phần mềm hiển thị thông tin từ các cảm biến truyền tới cũng do chính Viện Cơ học và Tin học ứng dụng viết, tiết kiệm chi phí mua bộ chỉ thị điện tử, phần mềm nước ngoài mà vẫn có đầy đủ tính năng của một bộ xử lý và hiển thị số liệu cân: thu thập, xử lý, phân tích, đọc số liệu…

Ngoài ra, phần mềm còn cho phép lưu trữ các số liệu cân, có khả năng bảo mật không cho phép sửa chữa mã cân, tự động bù trừ nhiệt độ, giao diện tiếng Việt và rất dễ sử dụng…

Từ cuối năm 2008, dự án “Hoàn thiện công nghệ chế tạo cân kỹ thuật” đã được nghiệm thu thành công tại Sở KH&CN TPHCM.

Hội đồng nghiệm thu đánh giá, việc chủ động chế tạo được sàn cân, đặc biệt là phần mềm cân tích hợp đầy đủ tính năng của một bộ thu thập, đồng thời xử lý hiển thị số liệu cân là một bước tiến trong việc chế tạo cân kỹ thuật công nghiệp ở Việt Nam, góp phần hạn chế việc nhập khẩu thiết bị từ nước ngoài, chủ động được việc gia công, chế tạo linh kiện, đảm bảo độ an toàn, chính xác và giảm đáng kể giá thành sản phẩm.

TS Lê Duy Thạc cho biết thêm, phần cảm biến trọng lượng, Việt Nam mới chỉ có thể tích hợp và biến đổi nó từ dạng analog sang cảm biến kỹ thuật số chứ chưa chủ động tự chế tạo thiết bị cảm biến kỹ thuật số.

Do đó, mục tiêu sắp tới của nhóm nghiên cứu cũng như yêu cầu của Sở KH&CN là tiếp tục nghiên cứu chế tạo các loại cảm biến trọng lượng với độ chính xác cao, chất lượng tốt, giá cả cạnh tranh, đáp ứng nhu cầu sử dụng rộng rãi trong nước.

Đặc biệt, cân kỹ thuật có tích hợp cảm biến nhiệt độ trong từng đầu cảm biến trọng lượng có khả năng bù sai số nhiệt độ khi thời tiết thay đổi, việc chỉnh sửa, thay thế đơn giản và tiết kiệm so với công nghệ analog, có thiết bị chống sét, giúp hoạt động trong mọi điều kiện thời tiết. Giá cân kỹ thuật loại 80 tấn trên thị trường hiện trên dưới 200 triệu đồng.

(SGGP)