真空回潮工序翻箱机控制系统改进

真空回潮工序 翻箱机控制系统改进

温琦  吴连川 孔德望 田野 吕文雅 *

山东中烟工业有限责任公司济南卷烟厂 济南市 250104

摘要：随着我国烟草行业不断发展，烟草制丝设备性能提升对稳定烟草生产起到至关作用。真空回潮工序中翻箱机的应用较为普遍，翻箱机存在故障停机频发现象，通过对控制系统的改进，提升翻箱机性能，减少故障率，提升工艺质量，对减少劳动强度和能源损耗起到关键作用。

关键词：烟草；真空回潮；控制系统；故障率；工艺质量

真空回潮作为卷烟制丝生产线中不可或缺的工艺技术^［1］，能够有效地完成烟叶增温增湿、去除清杂气、改善吸味和杀虫灭卵^［2］等工艺任务，对烟丝内在品质产生显著影响^［3］。而作为该工序的重要部位，翻箱机是生产线的必经设备，现如今翻箱机的发展种类主要有龙门式、追踪式、堆垛式、AGV式和机器人式等^［4］，真空回潮工序采用堆垛式翻箱机形式。在现场生产加工，时常出现无法进入翻箱、翻箱后空箱无法输出等故障造成停机，不仅影响整个流水线生产，造成断料和延误生产，还影响产品内在质量和能源损耗。所以如何改进喂料翻箱机控制系统预防停机将尤为关键。

1 问题分析

喂料翻箱机主要由翻转机、驱动系统、定位系统、烟箱系统、支撑架等组成，如图1。其中，翻转机结构安装在支撑架上，通过翻转轴连接在翻转电机；定位系统由辊道输送机、接近式光电检测开关-B1.1、-B1.2，对射式光电检测开关-B1.3组成；烟箱系统底端有两个货叉孔，四壁为框架钢结构，内衬由透气网包裹。当烟箱通过辊道输送机进入翻转机时，光电检测开关-B1.1监测烟箱到位，后由翻转机底端两根货叉将烟箱翻起，翻转电机带动翻转135°，光电检测开关-B1.2监测至竖直位置时停止翻转，烟箱内物料翻转进入松垛机内，而后翻转到水平位置，定位检测系统-B1.3检测到位后，由辊道输送机将空烟箱运出，为下一烟箱翻转准备。

在自动控制模式下，上游设备向辊道输送机输送烟箱，由于受翻箱机控制方式、辊道输送机设置高度及水平输送角度、烟箱底部叉口口径尺寸限制等因素，设备运行时震动较大，时常出现叉货偏差现象，造成烟箱插入不到位，使烟箱无法正常翻入，甚至卡住货叉或者撞损烟箱，造成设备损坏和设备断料。

图1 喂料翻箱机系统组成

2 改进方法

根据设备运行情况，分析原因发现，是由于翻箱机转动过快、震动过大，造成故障影响生产效率和产品质量。分析发现翻箱机变频器高低速参数设置不够优化，翻箱力矩小，稳定性偏低，通过改进控制方式，运用变频器调速技术实现翻箱机平稳翻转；当设置为自动状态时，上升阶段为高速，下降阶段为低速，翻箱机的下降时间较长，工作效率较低，一旦低速设置过高（>22HZ），就会使得烟箱被货叉挤住，不能正常输出，不利于生产的连续性。

2.1 优化翻箱机的控制方式

通过在翻箱机上新增一个接近开关作为翻箱机高低速的切换信号，当翻箱机在下降过程中感应到高低速切换点，翻箱机自动切换到低速便于定位，设定接到停止信号的位置，到停止位置的距离为7.8厘米，在未运行到切换点前翻箱机一直处于高速运行状态，这样既缩短了一个周期的翻箱时间，提高了工作效率，又能够准确的进行定位。

2.2 优化翻箱机货叉位置

通过研究发现，造成烟箱不能顺利进出翻箱机，是由于翻箱机货叉在初始状态时的货叉过低，这说明翻箱机的定位不准。经过讨论，翻箱机货叉定位在货叉口的中间位置为最佳位置，作为货叉的初始位。根据测算得出间隙为1.25厘米，允许误差范围为0-1.25厘米。

2.3优化变频器的高低速参数

调查发现，翻箱机运行频率在低速（22HZ以下）时正常，当运行在高速（大于22HZ）时，会出现翻箱机定位不准，使得烟箱有时无法进入翻箱机进行翻箱，分析发现部分参数设置不够优化，使得翻箱机力矩弱，稳定性差，修改各目标物工作曲线、相关系数、检出限和定量限可得到解决，修改后参数值见表1。

表1 各目标物工作曲线、相关系数、检出限和定量限

3 改进效果及结论

通过对真空回潮工序翻箱机控制系统的改进，提高了设备稳定性，减少了故障停机，减少能源浪费；同时保障了产品质量，减少烟叶造碎，避免导槽和拖链损坏，减轻劳动强度，为卷烟工业加工提供有力保障。

参考文献

1. 国家烟草专卖局. 烟草行业中长期科技发展规划纲要（2006—2020年）[R]. 北京：国家烟草专卖局, 2006.

2. 欧坚. WZ型真空回潮机真空系统的改进[J]. 科技与企业, 2018, (18): 295-296.

[3] 段海涛, 钟良, 张渝婕等. 真空回潮对烟叶品质的影响[J]. 食品工业, 2019, 40(5): 124-127.

[4] 李冬. 移动翻箱机在烟丝物流系统中的应用与研究[D]. 北京: 北京工业大学, 2016.

作者简介：温琦（1989—），研究生，研究方向：设备机电一体化研究。

^*通讯作者：吕文雅，（1990—），研究生，研究方向：电气自动控制研究。

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