摘要：翻箱机为烟草制丝车间立库工段的关键设备，主要承担着将烟箱中的成品烟丝倾倒至下一工序的作用，若翻箱机出现故障则会直接影响对卷包车间的烟丝输送，造成生产停滞。本文对翻箱机故障原因进行分析，找出症结所在，并实施相应的优化改进方案，有效降低了故障发生次数，生产连续性得到较大提升。
关键词：翻箱机、开关门、检测装置
一、背景
箱式存储自动化物流系统具有重要的实用价值，在烟草行业中的应用非常广泛，不仅适用于成品烟丝的存储，还可用于半成品烟丝、梗丝甚至片烟的存储。该系统主要由烟丝装箱系统设备、入库输送设备、立体库存储设备、出库分配输送系统设备、翻箱机等组成[1]。
红云红河烟草（集团）有限责任公司曲靖卷烟厂主要生产车间有制丝、卷包和成型，制丝加工后的成品烟丝经制丝车间立库工段输送至卷包车间。目前立库工段采用箱式存储系统进行成品烟丝的存储，共配有5台翻箱机，对应16个喂料仓，其中1台翻箱机对应4个喂料仓，其余4台翻箱机分别对应3个喂料仓。当喂料仓后缓存道上的烟箱到位时，检测元件向翻箱机调度系统发送信号，调度系统将翻箱任务下发给对应的翻箱机，翻箱机接收到任务后进行夹抱烟箱、向喂料仓内翻转烟箱等动作，翻箱完成后关闭门并升至高位将空箱送往空箱站台[2]。
翻箱机长时间处于工作状态，难以对其进行系统的检查及维护。若出现故障且无法及时处理将造成喂料仓内缺料，当出现故障的翻箱机停止超过10分钟则会直接造成对应的下游设备没有烟丝供给，大大影响生产效率。通过对生产期间翻箱机的故障查询统计发现，发生频次最多的故障为开门电机超时及开门电机故障等，都与翻箱机的开关门检测装置有关。因此，为保证翻箱机运行的稳定性，提高生产效率，决定对其开关门检测装置进行升级改造。
二、故障现象
如表1所示，平均每一台翻箱机对应10个卷包机组，当翻箱机因故障停止超过10分钟，不仅会造成对应的10个卷包机组没有烟丝供给，长时间暴露在空气中也会一定程度上影响烟箱中烟丝的水分。在生产期间，对3个月内翻箱机调度系统中的故障信息查询统计，结果如表2所示，出现的故障中开门极限故障、开门电机超时故障次数较多，以下与开门有关的故障统称为开关门检测故障（包括开门电机超时故障、开门极限故障、开门电机空开故障统称为开关门检测故障），开关门检测故障占比为74%。因此，解决翻箱机开关门检测是重中之重的问题。
表1翻箱机对应表
表2故障类型及次数
三、故障分析
翻箱过程中，活动箱盖的开启在推杆的驱动下完成。每倾倒一个烟箱，推杆需要驱动活动箱盖开关2次。经统计，每台翻箱机平均10分钟翻一箱，即每台每小时开关活动箱盖12次。在如此频繁的运动中，经常会出现开关箱盖超时或开关箱盖位置检测故障导致的停机[3]。为找出开关门检测故障率高的症结所在，对4个月内5台翻箱机的故障维修记录进行统计，结果如表3所示，开关门检测装置故障在开关门检测故障原因中占比为86%，是主要症结所在。
图1U型光电传感
图2开关门受力点
表3四个月内翻箱机故障分析表
翻箱机开关门检测元件的可靠性，直接决定了翻箱机开关门动作的稳定，通过模拟翻箱实验来进行检测元件的可靠性测试：用遥控器模拟开关门动作时，将灰尘、烟丝、水滴作为干扰物洒向U型光电开关检测位，记录U型光电开关在开关门过程中是否会受影响，并进行5次重复试验，实验数据如表4所示（当光电开关受影响时用1表示，未受影响用0表示，干扰率=干扰次数/试验次数）。
表4干扰物实验表
通过实验，得出现用的检测元件存在以下不足：
1.不同的干扰物对光电开关均存在影响，在烟箱翻转倾倒烟丝时，烟丝烟尘以及其余物体无可避免地四处飞散，在U型光电传感器上堆积，造成开关状态检测错误而导致停机。
2.推杆驱动活动箱盖时，受力点只有一处，容易引起活动箱盖变形，而到位检测片是安装在活动箱盖上的，也会发生位置变动，曾在关门时，出现关门到位检测片位置遮住开门到位检测的情况。
四、制定方案
制定两套方案进行对比，如表5所示，由于检测元件易误触发是症结所在，所以主要考虑因素是其稳定性，因此确定最终方案为电感式接近开关检测固定检测片的位置来检测开关门到位。
表5方案对比
五、解决措施及成效
1.开关门检测装置设计
通过以上问题分析，决定研发一套开关门检测装置来解决相应问题，其优点是翻箱过程中不会被烟丝或烟灰误触发，使用寿命长。在确定安装位置后，设计如图3所示的检测装置：
图3开关门检测装置三视图
图3为本装置的三视图，此翻箱机开关门检测装置主要包括关门接近检测开关、开门接近检测开关、接近检测开关支架和可调整检测片等。
开门接近检测开关结构同关门接近检测开关，通过接近检测开关支架固定在关门接近检测开关的下方。
接近检测开关支架采用钢板制作，为双L型结构，第一层与层分别打孔用于固定关门接近检测开关、开门接近检测开关，接近检测开关支架与翻箱机支架采用焊接连接。
可调整检测片上设有固定螺钉和滑动螺钉，螺钉将检测片固定于倒L型支架上。通过滑槽拧松滑动螺钉可调整检测片位置。检测片通过倒L型支架打孔固定在翻箱机开关门上，随开关门一起动作。
该翻箱机开关门检测装置在使用时，关门接近检测开关配合L形检测片用于关门到位检测，开门接近检测开关配合长方形检测片用于开门到位检测，根据物料翻出需求可调整检测片开合角度。
2.制作及安装
按照设计的图纸制作检测片以及检测装置支架，如图4、图5所示，将检测装置安装至翻箱机后进行手动翻箱测试。
图4检测片及检测装置支架图
图5实物图
3.使用成效
改进后的现场如图6所示，同时对改进后3个月内的翻箱机故障情况进行统计，结果如表6所示。从表6中可以看出，3个月内未出现过一次开关门检测故障，3个月内的开关门检测故障占比为0%，相较改进前3个月内开关门检测故障占比74%，有明显提升。
图6改进后的开关门检测装置
表6三个月内故障统计
六、结论
本文结合烟草制丝车间立库工段的物流场景，针对翻箱机开关门检测故障率高的现象进行全面分析，设计并制作了新的开关门检测装置，将翻箱机开关门检测的故障次数降为0，从而程度上保障了生产的连续性和产品质量。同时，也为行业内使用类似设备的企业，提供了解决方案和设备优化思路。
参考文献:
[1]岳盛强.烟丝库翻箱机故障分析与改进[J].内燃机与配件,(17):83-84.
[2]李冬.移动翻箱机在烟丝物流系统中的应用与研究[D].北京工业大学,.
[3]洪凯强.烟丝库翻箱机的使用与改进[J].科技信息,(29):-.