A Study on a Precision Temperature Control of Oil Coolers with Hot-gas Bypass Manner for Machine Tools Based on Fuzzy Control

Recently, the needs of system performances such as working speed and processing accuracy in machine tools have been increased. Especially, the working speed increment generates harmful heat at both moving part of the machine tools and handicrafts. The heat is a main drawback to progress accuracy of the processing. Hence, a oil cooler to control temperature is inevitable for the machine tools. In general, two representative control schemes, hot-gas bypass and variable speed control of a compressor, have been adopted in the oil cooler system. This paper deals with design and implementation method of fuzzy controller for obtaining precise temperature characteristic of HB oil cooler system in machine tools. The opening angle of an electronic expansion valve are controlled to keep reference value and room temperature of temperature at oil outlet. Especially, the fuzzy controller is added to suppress temperature fluctuation under abrupt disturbances. Through some experiments, the suggested method can control the target temperature within steady state error of ${\pm}0.22^{\circ}C$.

퍼지제어를 이용한 공작 기계용 오일 쿨러의 핫가스 바이패스방식 정밀 온도 제어에 관한 연구

최근 공작기계 분야에서 가공속도와 가공정밀도 같은 시스템 성능이 한층 요구되고 있다. 특히 가공속도가 증가함에 따라 공작기계와 수가공 분야의 공작물 가공 부위에 유해한 열 발생을 초래하게 된다. 이 열은 가공 정밀도를 저하시키는 주된 원인으로 작용한다. 따라서 온도를 제어하는 오일쿨러는 공작기계에서 필수적이다. 일반적으로 두 가지 대표적인 제어기법인 핫가스 바이패스방식과 압축기 가변속 제어 방식이 오일쿨러에 채택 되었다. 본 논문에서는 공작기계에 사용하는 핫가스 바이패스 오일쿨러의 정밀한 온도특성을 얻기 위한 퍼지 제어기의 설계와 구현 방법을 다룬다. 출구 오일온도를 설정값과 실내온도로 잘 유지하도록 전자팽창밸브의 개도 각도를 제어하였다. 특히, 퍼지 제어기는 갑작스러운 외란에 의한 온도변화를 억제하는 기능을 포함하고 있다. 몇 가지 실험을 통하여 제안한 방법으로 목표 온도를 ${\pm}0.22^{\circ}C$정상상태 오차 이내로 제어할 수 있었다.