2024년 1회 기출복원 모의고사

비접촉형 퍼텐쇼미터는 저항체와 접촉자가 물리적으로 맞닿지 않는 방식이므로 회전 토크나 마찰이 거의 없다는 것이 핵심 특징이다.

접촉이 없기 때문에 섭동(마모) 잡음이 없고, 섭동으로 인한 마크(흔적)가 생기지 않아 방폭성이 있으며 고속 응답성도 우수하다.

이득 여유는 위상이 −180°가 되는 주파수에서 이득이 1과 얼마나 떨어져 있는지를 나타내는 값이다.

개루프 전달함수의 위상 지연이 180°에 이르면 되먹임 신호가 입력과 정확히 역상이 되어 발진 조건에 놓인다. 제어공학에서는 위상 지연을 음의 각으로 표기하므로 이 위상 교차 주파수를 −180°로 쓴다.

이때의 이득을 |G|라 하면 이득 여유는 GM = 1/|G|, dB 로는 −20 log|G| 이며 이득이 1보다 작아야(GM > 0 dB) 안정하다. 반면 ±360°는 입력과 동상이 되는 위치여서 발진 판별의 기준이 되지 못한다.

진동 센서를 부착하기 가장 적절한 위치는 베어링 하우징(케이스)이다.

베어링부는 회전체의 진동이 정지부(케이스)로 전달되는 경로상의 지점이라 진동 전달 특성이 안정적이고 재현성 있게 측정되며, 댐퍼·커플링·모터 축과 같이 움직이는 부품이나 진동 경로에서 벗어난 위치는 측정 신뢰성이 떨어진다.

정현파에서 최댓값을 1로 두었을 때 실효값의 크기는 $\dfrac{1}{\sqrt{2}}$이다.

정현파 $x(t) = \sin(\omega t)$의 실효값은 $\sqrt{\dfrac{1}{T}\displaystyle\int_0^T \sin^2(\omega t)\,dt}$으로 계산되며, 이를 정리하면 최댓값의 $1/\sqrt{2}$(약 0.707배)가 된다.

기차처럼 일정한 경로를 따라 길게 이어지며 움직이는 소음원은 선음원으로 취급한다.

한 점에서 소리가 나오는 점음원과 달리, 선음원은 거리에 따른 음압 감쇠 특성이 달라 도로·철도 소음처럼 길게 늘어선 음원을 평가할 때 별도로 구분한다.

강제 급유 미끄럼 베어링에서 회전 주파수의 절반에 조금 못 미치는 성분이 커지는 것은 오일 휠의 전형적 특징이다.

• 질량 불평형 — 1f 성분이 반경 방향으로 크게 나타난다.
• 축 정렬 불량 — 1f·2f 성분이 커지고 축 방향 진동이 두드러진다.
• 공동 현상 — 펌프에서 불규칙한 고주파 성분으로 나타난다.

유막의 불안정이 원인이므로 베어링 간극·급유 온도·점도를 조정하거나 틸팅 패드 베어링으로 바꾸어 대책을 세운다.

흡음, 차음, 진동 댐핑은 소음이 발생·전달·공명하는 각 단계에서 에너지를 흡수하거나 차단하는 기본적인 소음 방지법이다.

방진구 설치는 설비의 진동이 바닥이나 구조물로 전달되는 것을 막는 방진(진동 절연) 대책으로, 소음 자체를 줄이는 방법과는 목적이 다르다.

음압은 단위 면적에 작용하는 압력의 변동이므로 압력과 같은 단위인 $\mathrm{N/m^2}$(파스칼)로 나타낸다.

진동 차단기(방진기)는 진동이 외부로 잘 전달되지 않도록 차단하는 것이 본래 목적이므로, 진동이 잘 전달되도록 해야 한다는 설명은 틀린 요구조건이다.

이를 위해 차단기의 강성은 충분히 작아 차단 능력을 가지면서도 걸어준 하중은 견딜 수 있어야 하고, 온도·습도·화학적 변화에도 특성을 유지해야 한다.

진동측정기기에서는 진동 에너지와 직접 관련된 실효값(RMS)이 측정값으로 가장 널리 사용된다.

편진폭·양진폭은 순간적인 변위의 크기만 나타내고, 산술 평균값은 진동의 방향에 따라 상쇄되어 에너지를 제대로 반영하지 못하기 때문이다.

유체의 압력에너지·운동에너지·위치에너지의 합이 일정하다는 에너지 보존 법칙은 베르누이 정리다.

레이놀즈 정리는 층류·난류를 구분하는 무차원수에 관한 것이고, 플레밍의 법칙은 자기장 속 도체에 작용하는 힘과 유도기전력의 방향을, 나이키스트 판별법은 제어계의 안정성을 판별하는 방법을 다루므로 유량 측정 이론과는 무관하다.

로우패스 필터(저역통과 필터)는 특정 차단 주파수 이하의 저역 신호는 통과시키고, 그 이상의 고주파 성분은 감쇠시키는 필터이다.

• 하이패스 필터는 반대로 고역 신호만 통과시킨다.
• 밴드패스 필터는 특정 주파수 대역만 통과시킨다.

대기압을 기준으로 하는 압력은 게이지 압력이다.

게이지 압력은 대기압을 0으로 삼아 그보다 얼마나 높은지를 나타내며, 압력계가 가리키는 값이어서 산업 현장에서 가장 널리 쓰인다.

• 절대 압력 — 완전 진공을 기준으로 한다.
• 차압 — 두 지점 사이의 압력 차이이다.
• 동압 — 유체의 흐름 속도에 의한 압력 성분이다.

기류음은 직접적인 공기의 압력변화에 의한 유체역학적 원인으로 발생하는 소리이다.

기계 본체나 물체의 진동에 의해 발생하는 소리, 지반진동을 수반하는 소리는 모두 구조물 진동이 원인인 고체음에 해당해 기류음과는 발생 메커니즘이 다르다.

광학식 엔코더는 디스크의 슬릿을 광원과 수광소자로 검출해 디지털 펄스 신호를 얻는 방식으로, 처리회로가 비교적 간단하고 슬릿 수를 늘리면 고분해능화가 쉽다.

디지털 신호는 잡음에 강해 노이즈 마진이 크다는 것이 실제 특징이므로, 노이즈 마진이 작다는 설명은 틀린 내용이다.

다만 광학식 구조 특성상 진동·충격에는 약하다는 점은 실제 특징에 해당한다.

헬름홀츠 공명기는 공진주파수에서 입사소음을 효과적으로 흡수하는 장치다. "공진주파수 부근의 소음흡수에는 효과가 적다"는 주장은 헬름홀츠 공명기의 핵심 작동 원리와 정반대이므로, 헬름홀츠 공명기의 특성과 가장 거리가 멀다.

• 사이드 브랜치 공명기라고도 부른다: 사이드 브랜치 공명기라는 별칭이 맞다.
• 덕트나 엔진실 내부 소음감소에 이용된다: 덕트·엔진실 등 실제 응용처를 올바르게 설명한다.
• 180° 위상차 소음으로 입사소음을 상쇄시킨다: 공진주파수에서 180° 위상차 소음을 발생시켜 입사소음을 상쇄하는 정확한 작동 메커니즘을 나타낸다.

소음기 내면에 파이버 글라스나 암면 같은 섬유성 재료를 부착해 소음을 줄이는 장치는 흡음형 소음기이다.

섬유질 재료가 음파의 에너지를 마찰·점성 저항으로 흡수해 열로 소산시키는 원리이며, 팽창형·간섭형·공명형 소음기는 각각 공간 확장, 위상 간섭, 공명 현상을 이용한다는 점에서 원리가 다르다.

도플러 효과는 발음원이 이동할 때 진행 방향 쪽에서는 파장이 짧아져 고음으로, 반대쪽에서는 파장이 길어져 저음으로 들리는 현상이다.

• 마스킹 효과는 큰 소리가 작은 소리를 가려 듣지 못하게 하는 현상이다.
• 호이겐스 원리는 파면 위의 각 점이 새로운 파원이 된다는 파동의 전파 원리이다.
• 간섭 효과는 두 개 이상의 파가 만나 보강 또는 상쇄되는 현상이다.

소음계는 마이크로폰으로 받은 음압을 인간의 청감 특성에 맞춘 보정회로를 거쳐, 사람이 실제로 느끼는 소리의 크기에 가깝게 표시하는 측정기다.

기록계나 녹음기는 신호를 기록·저장할 뿐이고, 주파수 분석기는 주파수 성분을 분석하는 장치로 청감 보정과는 목적이 다르다.

폐회로 제어계에서 설정값과 피드백 변수를 비교 연산한 결과 발생하는 값은 제어편차이다.

제어편차는 목표값(설정값)과 현재 측정된 제어량(피드백)의 차이로, 이 값을 줄이는 방향으로 조작량을 조정하는 것이 폐회로(피드백) 제어의 기본 원리이다.

설비를 억지로 무리하게 사용해 열화를 앞당기는 강제열화를 오히려 지속시키는 것은 불량을 늘리는 원인이 될 뿐 불량 로스 대책이 될 수 없다.

요인계통을 재검토하고 현상을 충분히 관찰하며 한 가지 원인으로 단정하지 않고 여러 요인에 대책을 세우는 것이 바람직한 불량 로스 대책이다.

이면(마찰면)에 높은 응력이 반복적으로 작용해 국부적인 피로 파괴로 표면이 작게 떨어져 나가 구멍이 생기는 손상 현상을 피팅(pitting)이라 한다.

긁힘은 이물질이 끼어 표면이 파이는 손상, 스코링은 유막이 끊겨 급격한 발열로 금속이 융착·긁히는 손상, 리플링은 표면이 소성변형되어 물결모양 무늬가 생기는 손상으로 발생 원리가 서로 다르다.

생산현장에서 보전요원이나 엔지니어가 점검, 검사, 주유, 작업변화 대응, 수리 업무 등을 직접 수행하는 기능은 실시기능이다.

이는 보전 정책과 기준을 세우는 관리기능이나 기술적 검토를 담당하는 기술기능과 구분되는, 현장에서의 실행 업무를 가리킨다.

윤활유의 열화 판정법은 간이 측정(현장에서 빠르게 수행 가능)과 정밀 측정(실험실 분석)으로 구분된다. 1번 냄새 판단, 2번 손으로 점도 확인, 4번 리트머스 시험지로 산성도 판정은 모두 현장에서 즉시 수행할 수 있는 간이 측정 방법이다. 반면 3번 사용유의 대표적 시료를 채취하여 성상을 조사하는 것은 시료 채취 후 실험실에서 정밀한 분석을 실시하는 방법으로, 간이 측정 범주에 포함되지 않는다.

치공구는 가공물을 정확하고 신속하게 고정·안내하기 위한 것이므로, 표준화된 부품을 활용해 간단하고 균형 잡힌 구조로 설계하는 것이 원칙이다.

복잡하고 형상이 불균형한 구조는 제작·유지 비용을 늘리고 안전성과 조작성을 떨어뜨리므로 치공구 설계 시 지양해야 할 사항이다.

상비품(늘 재고로 갖추는 부품)은 사용량이 많고 지속적으로 소요되는 것이 요건이며, "사용량이 적고 단기간만 쓰인다"는 설명은 반대로 되어 있다.

단가가 낮고 여러 공정에 공통으로 쓰이며 보관에 지장이 없는 것도 상비품의 조건이지만, 근본적으로 자주·많이 쓰이는 부품이어야 재고로 상시 비축하는 의미가 있다.

같은 점도의 극압(EP) 기어유로 바꾼다.

하이포이드 기어는 치면 미끄럼이 크고 접촉 압력이 높아 유막이 끊기기 쉬우며, 극압제가 금속면에 반응 피막을 만들어 스코어링을 막는다.

• 저점도 터빈유 — 유막이 더 얇아져 손상이 커진다.
• 소포제 — 거품을 줄일 뿐 하중 지지력은 달라지지 않는다.
• 유동점 강하제 — 저온 유동성만 개선한다.

제품별 배치는 공정 순서가 고정되어 있어 설비 배치의 융통성이 크지 않으므로, "건물에 설비배치를 합리적으로 할 수 있고 작업의 융통성이 많다"는 설명은 제품별 배치의 특징이 아니다.

제품별 배치는 작업 흐름 판별이 쉽고 공정이 단순화되어 직접 관리가 가능하며, 공정이 확정되어 있어 검사 횟수를 줄이고 품질관리를 용이하게 하는 것이 특징이다.

PM분석은 설비나 시스템에서 나타나는 불합리 현상(P)을 물리적 원리·원칙에 따라 메커니즘(M) 측면에서 규명하는 사고방식으로, 만성로스 개선에 활용된다.

• FTA는 고장을 트리 구조로 전개해 원인을 분석하는 기법이다.
• FMEA는 고장모드와 그 영향을 체계적으로 평가하는 기법이다.

두 기법 모두 물리적 메커니즘 규명을 목적으로 하는 PM분석과는 접근 방식이 다르다.

품질 개선활동에서 현상파악에 사용되는 수법 중 불량품, 결점, 사고 건수 등을 원인별로 분류하고 수량이 많은 순서로 나열하여 막대그래프로 나타내는 것은 파레토도이다. 파레토도는 원인별 데이터를 내림차순으로 정렬한 후 누적 기여도 곡선을 함께 표시하여 중요도 순으로 문제점을 파악하는 기법이다.

• 관리도: 시간 경과에 따른 품질 변화 추이를 관찰하는 수법이다.
• 산정도: 두 변수 간의 상관관계를 보는 산점도이다.
• 히스토그램: 연속적 계측값의 도수분포를 나타낸다.

베어링이 허용회전수의 50% 이상으로 고속 회전할 때는 하우징 내부(축·베어링을 제외한 공간)에 그리스를 1/3~1/2 정도만 충진하는 것이 적절하다.

그리스를 지나치게 많이 채우면 고속 회전 시 교반 저항으로 인한 발열이 커지므로, 저속 회전(허용회전수 50% 미만)일 때보다 충진량을 줄여야 한다.

일반보수공사는 설비의 원래 기능을 유지하기 위한 통상적인 보수 작업이며, 조업상 요구에 따른 개량공사와는 성격이 다르다.

사후수리공사(설비검사를 하지 않은 설비의 수리), 돌발수리공사(설비검사로 계획하지 못했던 고장의 수리), 예방수리공사(설비검사에 의한 계획적 수리)에 대한 설명은 옳다.

TPM의 다섯 가지 활동에 해당하지 않는 것은 대집단 활동을 통해 PM을 추진한다는 설명이다.

TPM은 작업 현장의 소집단 자주 활동을 기본 단위로 손실을 없애 나가는 것이 특징이며, 대규모 집단 단위의 활동으로 추진하는 방식이 아니다.

설비의 효율화를 위한 개선 활동, 최고경영층부터 제일선까지 전원이 참가하는 것, 설비에 관계하는 모든 사람이 활동에 참여하는 것은 TPM의 일반적 특징에 해당한다.

기능별 배치(공정별 배치)는 같은 종류의 기계·공정을 기능별로 모아 배치하는 방식으로, 제품 종류는 많고 수량은 적어 표준화가 어려운 다품종 소량생산에 유연하게 대응할 수 있어 적합하다.

제품별 배치는 소품종 대량생산에, 제품고정형 배치는 크고 이동이 어려운 제품 생산에 적합해 다품종 소량생산과는 맞지 않는다.

고장, 작업준비(품목변경·금형교체), 예방보전 등에 걸린 시간을 부하시간에서 빼고 남은, 설비가 실제로 작동한 시간을 가동시간이라 한다.

직접측정은 측정 대상의 실제 치수를 자·마이크로미터 등으로 직접 읽어내는 방식으로, 측정 범위가 넓고 실제 치수를 바로 알 수 있는 대신 눈금을 잘못 읽기 쉽고 측정에 시간이 많이 걸린다.

이러한 특성상 직접측정은 오히려 종류는 많고 수량은 적은 제품을 측정하는 데 적합하며, 수량이 많고 종류가 적은 대량생산품에는 비교측정이나 한계게이지를 이용한 측정이 더 적합하다.

설비관리조직은 목적 달성에 지장이 없는 한 되도록 단순화해야 하므로, 되도록 전문화해야 한다는 설명이 가장 거리가 멀다.

나머지는 모두 설비관리조직의 일반 개념에 해당한다.

• 수단 — 조직은 설비관리의 목적을 달성하기 위한 수단이다.
• 인간 — 인간을 목적 달성의 수단 요소로서만 인식해서는 안 된다.
• 유기체 — 환경 변화에 끊임없이 순응하는 살아 있는 유기체여야 한다.

설비종합효율(OEE)은 시간가동률 × 성능가동률 × 양품률로 계산되며, 로스율은 이 계산에 직접 쓰이는 요소가 아니다.

시간가동률은 고장·정지 등에 의한 가동 손실을, 성능가동률은 속도저하 손실을, 양품률은 불량으로 인한 손실을 각각 반영해 곱함으로써 설비의 종합적인 효율을 산출한다.

PERT(Program Evaluation and Review Technique) 기법에서 위급경로(Critical Path)의 정의가 핵심이다. 1~3번은 PERT의 세 가지 시간 추정값을 올바르게 설명하고 있다. 전형적 시간(m)은 최빈치, 낙관적 시간(o)은 최단시간, 비관적 시간(p)는 최장시간으로 예상 시간은 $te = \frac{o+4m+p}{6}$ 공식으로 계산된다. 4번의 위급경로는 공사를 완료하는 데 가장 시간이 적게 걸리는 경로가 아니라, 가장 시간이 오래 걸리는(여유시간이 0인) 경로를 의미한다. 즉 전체 공사 기간을 결정하는 핵심 경로이므로 위급경로상의 활동이 지연되면 전체 공사 기간이 지연된다.

유압작동유의 점도가 너무 낮으면 유막이 얇아져 내·외부 틈새로의 누유가 늘어난다.

동력소비 증대, 계통 내 압력상승, 압력손실 증대는 오히려 점도가 너무 높을 때 나타나는 현상이다.

산업안전보건법상 중대재해는 사망자가 1명 이상 발생한 재해, 3개월 이상의 요양이 필요한 부상자가 동시에 2명 이상 발생한 재해, 부상자 또는 직업성 질병자가 동시에 10명 이상 발생한 재해를 말한다.

따라서 직업성 질병자가 동시에 5명 발생한 재해는 10명 기준에 미치지 못하므로 중대재해에 해당하지 않는다.

통전 중인 설비의 화재는 C급(전기 화재)이며 전기 절연성이 있는 이산화탄소 소화기가 적합하다.

물이나 포는 전기가 통해 감전 위험이 있고, 마른 모래는 금속 화재인 D급에 쓴다.

고주파 담금질은 가열 시간이 짧아 경화면의 탈탄이나 산화가 적게 발생하므로, 가열 시간이 길어서 탈탄·산화가 많이 발생한다는 설명은 틀렸다.

고주파 유도가열은 표면을 직접·급속 가열하는 방식이라 열효율이 높고, 가열 시간이 짧아 조직 변형이나 산화가 최소화된다.

필요한 부위만 국부적으로 담금질할 수 있어 균일한 깊이의 경화층을 얻을 수 있고, 열처리 불량이 적어 별도의 변형 보정도 거의 필요 없다.

래핑은 랩과 공작물 사이에 랩제(연마 입자)를 넣고 문질러 다듬는 정밀 가공으로, 정밀도가 높고 가공면의 윤활성·내마모성이 우수하며 가공 자체는 비교적 간단해 대량생산에도 쓰인다.

다만 미세한 랩제가 비산해 먼지를 일으키고, 가공면이나 제품 틈새에 그대로 잔류하기 쉬워 다른 기계나 제품에 나쁜 영향을 주는 것이 단점으로 지적된다.

따라서 먼지가 없고 랩제가 잔류하지 않는다는 설명은 래핑의 실제 특성과 어긋난다.

설비 자신이 신품이었을 때의 상태를 기준으로, 시간 경과나 사용에 따라 마모·부식 등으로 성능이 점차 저하되는 현상을 절대적 열화라 한다.

반면 상대적 열화는 설비 자체는 그대로여도 신형 설비의 기술 발전으로 인해 상대적으로 성능이 뒤처지게 되는 것을 말한다.

기어 이(齒)의 파손(절손)은 주로 과부하, 반복하중에 의한 피로 파손, 이뿌리의 균열, 윤활 불량으로 인한 소손 등으로 일어난다. 마모는 치면이 서서히 닳아 없어지는 표면 손상이므로 이가 부러지는 파손의 주요 원인이 아니다.

유용성(가용도, availability)은 신뢰도와 보전도를 함께 반영한 척도다. 설비가 어느 특정 순간에 기능을 유지하고 있을 확률을 뜻한다. 신뢰성은 고장 없이 기능을 수행할 확률이고, 보전성은 고장 난 설비를 정해진 시간 안에 수리할 수 있는 확률이다.

농업은 안전보건관리책임자 선임 기준이 상시근로자 300명 이상인 업종이므로, 상시근로자 200명인 농업 사업장은 선임 대상이 아니다.

건설업은 공사금액 기준을, 제조업은 상시근로자 50명 이상 기준을 적용하며, 지문의 건설업·식료품 제조업·전기장비 제조업은 모두 그 기준을 충족한다.

오스터(oster)는 파이프 외경에 다이스를 밀착시켜 회전시킴으로써 관용나사를 절삭하는 배관용 공구이다.

파이프커터는 관을 절단하는 공구, 파이프벤더는 관을 구부리는 공구, 플레어링 툴 세트는 동관 등의 관 끝을 나팔 모양으로 확관하여 접속하는 공구로, 나사 절삭과는 용도가 다르다.

한계게이지는 정해진 상한·하한 치수 범위 안에 드는지만 확인하는 도구로, 다량의 제품을 신속히 측정하고 양호·불량 판정을 쉽게 내릴 수 있는 것이 장점이므로 이를 부정하는 설명이 틀렸다.

• 제품의 실제 치수 값 자체는 읽을 수 없다.
• 조작이 간단해 별도 경험이 필요 없다.
• 치수마다 전용 게이지가 한 개씩 필요하다.

고무 스프링은 기름에 닿거나 직사광선에 노출되면 열화(경화·균열)되므로, "우수한 성능을 발휘한다"는 설명은 틀렸다.

감쇠작용이 커서 진동·충격 흡수에 유리하고, 인장하중에는 약해 피해야 하며, 한 개의 고무로 여러 방향 하중을 동시에 지지할 수 있다는 특징은 모두 맞는 설명이다.

기어 도면의 원 표시 규칙을 묻는 문항이다. 잇봉우리원(치정원, addendum circle)은 굵은 실선으로, 이골원(치근원, root circle)은 가는 실선으로, 피치원(pitch circle)은 가는 1점 쇄선으로 표시한다. 보기 2번은 이골원을 "가는 1점 쇄선"으로 표시한다고 했으나, 실제로는 가는 실선이 정확한 표기이므로 틀렸다. 보기 1, 3, 4는 모두 올바른 표기 방법이다.

메카니컬 실 중 인사이드형(내류형)은 스터핑 박스 내측에 회전링을 설치하는 구조로, 유체의 누설 압력이 실 외부에서 내부 쪽으로 작용한다.

• 아웃사이드형은 회전링이 스터핑 박스 외측에 있어 압력이 내부에서 외부로 작용하며 주로 저압에 사용한다.
• 더블형은 실을 두 개 겹쳐 설치해 밀봉 신뢰성을 높인 구조이다.
• 탠덤형은 실 두 개를 직렬로 배치해 1차 실이 파손되어도 2차 실이 누설을 막도록 한 구조이다.

리프트 밸브의 시트와 밸브 박스는 팽창 계수 차에 의한 이완을 막기 위해 같은 재질을 사용하는 것이 원칙이므로, "다른 재질을 사용한다"는 설명은 틀렸다.

다이어프램 밸브의 산성 약품 취급, 글로브 밸브 흐름 방향 표시, 체크 밸브의 역류방지 시간지연에 대한 설명은 모두 타당하다.

와셔의 일부를 굽히거나 구멍을 뚫어 볼트·너트의 모서리에 걸어 풀림을 막는 와셔는 폴(pawl)와셔이다.

스프링와셔는 탄성 반발력으로, 고무와셔는 탄성과 밀착력으로 풀림을 방지하며, 중지팜(lock plate)와셔는 와셔 자체를 굽히는 것이 아니라 별도의 멈춤판을 부재에 고정해 회전을 막는 방식이라는 점에서 폴와셔와 다르다.

용접은 용융용접과 압접으로 분류되며, 압접은 모재를 가열하거나 가압하여 원자간 결합으로 접합하는 방식이다. 스터드 용접은 아크열을 이용한 용융용접이고, 피복 아크 용접과 일렉트로 슬래그 용접도 전기 아크열을 이용한 용융용접에 해당한다. 유도 가열 용접은 고주파 유도 전류로 모재를 가열한 후 압력을 가하여 접합하는 방식으로, 열과 압력을 함께 이용하는 압접 공정이다.

공작기계는 가공 정밀도를 지키기 위해 오히려 강성(rigidity)이 커야 하므로, "강성이 없어야 한다"는 설명은 틀렸다.

강성이 부족하면 절삭력에 의한 변형으로 정밀도가 떨어지고 진동·떨림이 생기기 쉽다.

가공능력, 기계효율·고장률, 제품 정밀도에 관한 나머지 설명은 정상적인 구비조건이다.

금긋기 선은 가늘고 명확하게 한 번만 긋는 것이 원칙이며, 굵게 반복해서 그으면 오히려 치수 오차와 혼동을 유발한다.

기준면·기준선을 먼저 설정하고 순서를 정하는 것, 같은 치수의 선을 전후·좌우 구분 없이 한 번만 긋는 것, 선 굵기를 0.07~0.12mm 정도로 가늘게 유지하는 것은 모두 올바른 금긋기 유의사항이다.

비교측정은 기준게이지나 표준품과의 차이를 측정하는 방식으로, 절대값을 직접 읽지 않고 편차를 측정한다. 옵티미터(Optimeter)는 광학식 비교측정기로 기준면과의 미소한 차이를 확대하여 측정하는 기기이며, 측장기는 거리 측정, 마이크로미터와 버니어 캘리퍼스는 절대측정 방식의 직독식 측정기이다.

언더컷을 방지하는 방법으로 옳지 않은 것은 이높이가 높은 기어로 제작하는 것이다.

언더컷은 기어를 절삭할 때 이뿌리 부분이 깎여 나가는 현상으로, 오히려 이높이를 낮게 만들어야 방지에 유리하다.

압력각을 20° 이상으로 크게 하거나 잇수비를 작게 하고, 잇수를 한계 잇수 이상으로 설정하는 것은 실제로 언더컷을 줄이는 데 쓰이는 방법이다.

미리 정해둔 순서에 따라 동일한 유압원으로 여러 조작을 차례로 수행하는 회로를 시퀀스 회로라 한다.

증압 회로는 압력을 높이는 회로, 언로드 회로는 무부하 상태로 전환하는 회로, 카운터 밸런스 회로는 부하의 자중 낙하를 막는 회로로 각각 목적이 다르다.

생산량은 생산 실적을 나타내는 지표이며, 설비의 신뢰성을 나타내는 척도는 아니다.

신뢰성 척도로는 단위시간당 고장 발생 빈도를 뜻하는 고장률, 고장에서 다음 고장까지의 평균 시간인 평균 고장 간격시간(MTBF), 고장 후 수리에 걸리는 평균 시간인 평균 고장 수리시간(MTTR)이 쓰인다.

유압 펌프의 용적 효율은 펌프 내부의 누유량에 반비례한다. 용적 효율 = (실제 토출유량 / 이론상 토출유량) × 100(%)이므로, 내부 누유가 증가하면 실제 토출유량이 감소하여 용적 효율이 감소한다.
1번은 오류 — 기어 펌프는 고정용량형이다. 2번은 오류 — 유압 펌프는 기계적 에너지를 유압 에너지로 변환하는 장치다. 4번은 오류 — 베인 펌프는 토출압력의 맥동이 작으며, 가변용량형도 존재한다.

전동기 실제 회전수를 감속비로 나누면 출력축은 약 58.2 rpm이다.

$N_s = \dfrac{120 f}{P} = \dfrac{120 \times 60}{6} = 1200\ \mathrm{rpm}$
$N = N_s(1 - s) = 1200 \times 0.97 = 1164\ \mathrm{rpm}$
$N_{out} = \dfrac{1164}{20} = 58.2\ \mathrm{rpm}$

슬립을 빼먹으면 60 rpm, 4극으로 잘못 보면 87.3 rpm이 나온다.

피드백 제어에 해당하는 작업은 아크 용접 로봇의 사례이다.

이 로봇은 서보모터를 이용해 속도와 위치 데이터를 실시간으로 측정하고 그 결과를 다시 제어에 반영하면서 지정된 용접선을 따라가므로, 출력을 검출해 입력으로 되돌리는 되먹임(피드백) 구조를 갖는다.

• 현관 램프의 시간 지연 소등은 정해진 시간이 지나면 동작이 끝나는 단순한 시한 제어(개회로) 동작이다.
• 4/2-way 밸브로 실린더를 클램핑하는 것은 정해진 순서대로 진행되는 시퀀스 제어일 뿐 출력을 검출해 되돌리지 않는다.
• 유량조정밸브만으로 속도를 맞추는 것은 유량을 미리 설정해 두는 개회로 제어로, 실제 속도를 측정해 보정하지 않는다.

4/3 way 밸브의 중립위치에서 모든 포트를 차단하는 형식은 클로즈드 센터형이다. 클로즈드 센터형은 중립 상태에서 펌프 포트, 실린더 포트 A·B, 탱크 포트가 모두 차단되어 실린더 양쪽이 고압으로 압박되므로 임의의 위치에서 실린더를 고정할 수 있다. 반면 오픈 센터형은 펌프와 탱크가 연결되고, 탠덤·세미오픈 센터형은 중립에서 일부 포트가 개방되어 실린더를 완전히 고정하기 어렵다.

공기는 압력을 가하면 부피가 줄어드는 압축성 유체이므로, 비압축성이라는 설명은 틀리다.

압축된 공기는 에너지로 저장할 수 있고, 압축성 때문에 균일한 속도 제어가 어려우며, 유압에 비해 화재·폭발 위험이 적다는 설명은 옳다.

미분(Derivative) 동작은 제어편차의 변화율(시간에 따른 미분값)을 제어변수로 하는 방식으로, 편차가 변하는 속도에 비례하여 즉각적으로 반응한다. 수식으로는 $u(t) = K_d \frac{de(t)}{dt}$ 형태이며, 편차가 증가하는 속도가 빠를수록 더 큰 제어신호를 출력한다. P 동작은 편차 자체에 비례하고, I 동작은 편차의 누적값에 비례하며, K 동작은 일반적인 제어용어가 아니므로 정답은 D 동작이다.

같은 설정값으로 되돌아왔는데도 압력이 처음 값과 어긋나는 현상이므로 히스테리시스 특성이다.

히스테리시스는 입력을 올릴 때와 내릴 때 출력이 지나는 경로가 달라 같은 입력에서도 값이 두 갈래로 갈리는 성질이다. 압력제어 밸브에서는 스풀·포핏의 마찰과 유압력, 부품 틈새 때문에 조정 핸들을 왕복시키면 설정압에 오차가 남는다.

• 유량 특성은 통과 유량이 변할 때 제어 압력이 얼마나 흔들리는지를 보는 특성이다.
• 릴리프 특성은 밸브가 열리기 시작해 전유량을 흘릴 때까지의 압력 상승(오버라이드)을 나타낸다.
• 압력 조절 특성은 1차측 압력이 변해도 2차측 압력을 얼마나 일정하게 유지하는지를 뜻한다.

지능 로봇은 감각기능과 인식기능을 이용해 스스로 행동을 결정하고 작업할 수 있는 로봇이다.

감각제어 로봇은 감각 정보로 정해진 동작을 수정할 뿐 행동 자체를 결정하지는 못하고, 시퀀스 로봇은 정해진 순서대로, 플레이백 로봇은 사람이 가르쳐 준 동작을 재생하는 방식이어서 자율적 판단과는 다르다.

자동화의 기본 요소는 감지장치·제어장치·작동장치 세 가지이며, 저장장치는 이에 포함되지 않는다.

자동화 시스템은 상태를 감지(센싱)하고 이를 바탕으로 판단·명령을 내리며(제어) 실제 동작을 수행(작동)하는 흐름으로 구성되므로, 정보를 보관하는 저장장치는 자동화의 기본 3요소와는 성격이 다르다.

유압실린더에서 좌굴 하중을 고려한 안전계수는 일반적으로 2.5~3.5를 적용한다.

피스톤 로드처럼 가늘고 긴 부재가 압축을 받으면 재료가 항복하기 전에 옆으로 급격히 휘어 꺾이는 좌굴이 먼저 일어난다. 좌굴 한계는 로드의 초기 휨, 편심 하중, 양단 지지 상태에 따라 크게 달라져 계산값을 그대로 믿기 어렵다.

그래서 단순 인장·압축보다 여유를 크게 잡아, 좌굴에 대해서는 2.5~3.5 정도의 안전계수를 두고 로드 지름을 결정한다.

다품종 생산을 위한 유연성 생산 시스템은 FMS(Flexible Manufacturing System)를 의미한다. FMS는 다양한 제품을 소량씩 생산할 수 있도록 설계된 자동화 시스템으로, 유연한 생산 환경을 제공하는 것이 특징이다.

• FA(Factory Automation)는 공장 전체의 자동화를 뜻한다.
• CIM(Computer Integrated Manufacturing)은 컴퓨터를 통한 통합 제조 시스템이다.
• IMS(Intelligent Manufacturing System)는 지능형 제조 시스템이다.

핸들링(Handling)은 가공작업이 아닌 물류·운반 보조작업으로, 생산 공정에서 작업물·공구·부품을 조정하고 이송하는 역할을 한다. '가공작업'은 절삭·성형·용접 등 재료를 변형·가공하는 행위를 뜻하므로, 물건을 옮기고 배치하는 핸들링과는 구분되며 잘못된 설명이다.

• 수동이나 기계에 의한 수행: 수동이나 기계로 수행된다는 점에서 정확하다.
• 광범위한 조정 역할: 생산 공정 내 광범위한 조정 역할이라는 설명이 맞다.
• 작업물, 공구, 부품의 조정과 이송: 작업물·공구·부품의 조정과 이송이라는 정의와 일치한다.

제어(control)는 작은 에너지로 큰 에너지를 조절하는 시스템(1번 정확)이며, 자동으로 어떤 작업을 수행시키는 것(2번 정확)이고, 기계나 설비의 작동을 자동으로 변화시키는 전체 구성 성분(4번 정확)을 의미한다. 3번은 기계의 유동을 중계하는 것이 수동인 작업으로 설명하는데, 이는 제어의 핵심인 자동 조절 기능과 배치되며 오히려 수동 조작이나 기계적 중계 장치의 정의에 더 가깝다.

공기압 모터는 과부하 시 회전이 멈추거나 느려질 수 있어 모터 자체와 연결된 기계 장치를 보호하므로 비교적 안전하다. 요동형 공기압 모터는 회전각이 보통 270° 이내로 제한되므로 보기 2는 거짓이다. 공기압 모터는 높은 공기압(보통 6~7 bar)을 공급하면 고속 회전이 가능하므로 보기 3도 거짓이며, 공급 압력을 조절하여 회전 속도를 무단으로 제어할 수 있다는 점에서 보기 4도 거짓이다.

실린더의 속도를 급격히 높이려면 배기 저항을 줄여야 하므로 급속배기밸브를 쓴다.

실린더에서 나온 공기가 긴 배관과 방향제어밸브를 거쳐 빠지면 배압이 남아 속도가 느려진다. 급속배기밸브를 실린더 포트 바로 옆에 붙이면 공급이 끊기는 순간 실린더 안의 공기가 밸브에 달린 큰 배기구로 곧바로 대기에 방출된다.

기호도 공급구·실린더구와 함께 몸체 밖으로 열린 큰 배기구가 그려지고, 내부의 볼이 공급할 때는 배기구를, 배기할 때는 공급구를 막도록 되어 있다.

• 체크밸브를 곁들인 교축 기호(일방향 유량제어 밸브)는 유량을 조여 오히려 속도를 늦추는 용도다.
• 두 입구가 모두 가압돼야 출력이 나오는 2압 밸브는 논리 제어용이라 속도와 관계가 없다.
• 스프링과 파일럿으로 설정 압력에서 열리는 압력제어 밸브는 압력을 다루지 공기를 급히 빼내지 않는다.

급속 배기 밸브는 실린더의 배기 유량을 별도의 큰 통로로 우회시켜 증가시킴으로써 실린더의 복귀 속도를 높이는 밸브이므로, 배기 유량을 감소시켜 속도를 증가시킨다는 설명은 옳지 않다.

교축 밸브로 회로의 유량을 조정하는 것, 방향제어밸브와 실린더 사이에 속도제어밸브를 설치하는 것, 배기 교축 방식을 주로 채택하는 것은 모두 공기압 유량제어에 대한 올바른 설명이다.

노즐 플래퍼형 서보 유압밸브에서 전기신호를 기계적 변위로 변환하는 역할은 토크 모터가 담당한다.

토크 모터는 입력된 전류(전기신호)에 비례하는 토크를 발생시켜 플래퍼를 움직이고, 플래퍼의 변위가 노즐과의 간격을 바꾸어 유압 신호로 다시 변환된다.

두 입구 중 압력이 더 높은 쪽 신호를 출구로 내보내는 밸브는 고압 우선형 셔틀밸브이며, OR 논리 기능을 수행한다.

저압 우선형은 반대로 낮은 압력을 선택해 AND 기능을 하고, 급속 배기 밸브는 실린더의 배기를 빠르게 하는 용도, 교축 릴리프 밸브는 유량을 조절하는 용도로 두 압력을 비교하는 기능과는 관계가 없다.