08년 2회차

그리스는 점도가 높은 반고체 윤활제여서 고속회전보다는 저속~중속 회전에 더 적합하며, 고속회전에 적합하다는 설명은 틀린 내용이다.

급유 횟수가 적어 경제적이고 사용 온도 범위가 넓으며 한 번 주입으로 장시간 사용할 수 있는 점은 그리스 윤활의 실제 장점이다.

광물유를 화학적으로 처리한 원액에 물을 섞고 표면활성제와 부식방지제를 첨가해 사용하는 절삭유는 수용성 절삭유이다.

석유·광유·지방질유는 물과 섞지 않고 원액 그대로 쓰는 불수용성(유성) 절삭유 계열이어서 이 설명과는 다르다.

커터의 날 끝이 빨리 마모된다면 절삭 조건이 과하다는 뜻이므로 절삭속도를 낮추어야 하며, 속도를 높인다는 설명은 잘못된 선정 방법이다.

공작물의 기계적 성질을 고려해 절삭속도를 정하고, 커터 수명 연장을 위해 추천 속도보다 다소 낮게 잡으며, 황삭에서는 절삭속도를 느리게 이송을 빠르게 하는 것은 실제 선정 원칙에 맞는 설명이다.

진동하는 공구와 가공물 사이에 연삭입자와 가공액을 넣고 작은 압력으로 진동을 주어 가공하는 방식은 초음파 가공이며, 유리·세라믹·다이아몬드·수정처럼 취성이 큰 재료 가공에 적합하다.

전해 가공과 방전 가공은 전기적 작용으로 재료를 제거하는 방식이고, 전주 가공은 전기도금 원리로 형상을 만드는 방식이어서 기계적 진동을 이용하는 이 가공법과는 원리가 다르다.

연삭 깊이를 크게 하면 연삭열이 많이 발생해 오히려 연삭 균열을 유발하기 쉬우므로 균열 방지 방법이 될 수 없다.

결합도가 연한 숫돌을 사용하고 연삭액을 충분히 공급하며 이송을 빠르게 하여 한 곳에 열이 집중되지 않도록 하는 것은 균열을 막는 실제 방법에 해당한다.

다이얼 게이지로 측정한 값은 축이 한 바퀴 도는 동안 나타나는 전체 흔들림(총 인디케이터 리딩)이며, 실제 편심량은 그 절반이므로 편심량은 $0.02\ \mathrm{mm}$이다.

$e=\dfrac{0.04}{2}=0.02\ \mathrm{mm}$로 계산된다.

유도 방출로 빛을 증폭시켜 에너지를 집중시키는 가공법은 레이저 가공이며, 구멍내기·절단·홈 가공·용접은 물론 투명체 속가공까지 가능하다.

방전 가공은 전기 스파크를, 플라스마 가공은 고온 플라스마를, 전자 빔 가공은 전자의 운동에너지를 이용하는 방식이어서 빛의 유도 방출을 이용한다는 설명과는 원리가 다르다.

나사마이크로미터는 수나사에서 나사산의 폭과 골의 폭이 같아지는 가상 원통의 지름인 유효지름(피치지름)을 재는 데 사용하는 전용 측정기이다.

골지름, 피치, 나사산의 각도 등 나사의 다른 치수는 나사마이크로미터가 아닌 다른 측정 방법으로 확인한다.

선반처럼 회전체가 있는 공작기계에서는 장갑이 말려 들어갈 위험이 있어 작업 중 장갑을 끼지 않는 것이 안전 수칙이므로, 장갑 착용을 필수라고 한 설명은 틀린 내용이다.

가동 전에 레버·하프너트·자동장치를 점검하고 주유 부분에 미리 주유하며 전기배선의 절연 상태를 확인하는 것은 실제로 지켜야 할 선반 작업 안전 사항이다.

주축 회전수는 절삭속도와 지름으로 구하는 $N=\dfrac{1000v}{\pi D}$ 공식을 이용하며, 계산하면 약 955rpm이 된다.

$v=150$, $D=50$을 대입하면 $N=\dfrac{1000\times150}{3.14\times50}\approx955\ \mathrm{rpm}$이다.

축 원주에 여러 개의 키를 깎아 만들어 큰 토크를 전달하면서 보스와의 중심을 정확히 맞출 수 있는 것은 스플라인이다.

성크 키는 축과 보스에 각각 홈을 파 끼우는 일반적인 키이고, 반달 키는 테이퍼 축에 적합한 반달 모양의 키여서 스플라인만큼 큰 토크를 전달하기는 어렵다.

흰색 금속으로 열전도도가 우수하고 상온에서는 강자성체이지만 약 358℃의 자기 변태점을 넘으면 자성을 잃는 금속은 니켈(Ni)이다.

주석·아연·알루미늄은 상온에서 강자성을 띠지 않는 금속이어서 이 설명과 맞지 않는다.

두랄루민은 용체화 처리 후 물에 담금질하고 상온에서 시효경화시켜 강도를 얻는 단련용 알루미늄 합금이며, 용융 금속을 금형에 가압 주입해 만드는 것은 다이캐스팅에 대한 설명이므로 틀린 내용이다.

Al-Cu-Mg-Mn을 주성분으로 하여 항공기 주요 부재로 쓰인다는 점은 두랄루민에 대한 맞는 설명이다.

표준평기어의 모듈은 피치원지름을 잇수로 나눈 값이며, 계산하면 모듈 3이 된다.

$m=\dfrac{D}{Z}=\dfrac{165}{55}=3$으로 구해진다.

인장강도, 연신율, 피로강도, 경도는 재료가 외력을 받았을 때의 거동을 나타내는 기계적 성질에 해당한다.

비중·용융점·비열·선팽창계수는 물리적 성질이고, 주조성·단조성·용접성은 재료의 가공성을 나타내는 항목이며, 내식성·자성처럼 화학적·물리적 성질이 섞인 조합도 있어 기계적 성질만 모은 조합과는 다르다.

베어링용 합금은 마찰열을 빠르게 밖으로 내보내야 하므로 열전도율이 커야 하며, 열전도율이 작아야 한다는 설명은 실제 요구 조건과 반대이다.

내식성이 좋고 마찰계수가 작으며 내마모성이 큰 것은 베어링용 합금이 갖추어야 할 실제 조건에 해당한다.

S자 또는 C자 모양의 TTT 곡선을 이용해 크랙 발생과 변형을 줄이는 열처리 방식은 항온 열처리이다.

담금질 열처리는 급랭으로 마텐자이트를 얻는 방식이고, 표면 경화법과 고주파 경화법은 표면만 경화시키는 방식이어서 항온을 유지하며 조직을 변태시키는 방식과는 다르다.

표면 경도가 필요한 부분만 급랭시켜 경화시키고 내부는 무른 조직 그대로 남기는 주철은 칠드 주철이다.

가단 주철은 백주철을 열처리해 인성을 높인 것이고, 구상흑연 주철은 흑연을 구상화해 강도와 인성을 높인 것이며, 내열 주철은 고온에서 산화·성장에 강한 주철이어서 표면만 급랭 경화시킨다는 설명과는 다르다.

관용나사는 배관을 연결하고 기밀성을 확보하기 위한 결합용 나사로, 힘이나 운동을 전달하는 운동용 나사와는 목적이 다르다.

사각나사와 사다리꼴 나사는 큰 축방향 힘을 전달하는 대표적인 운동용 나사이고, 볼나사도 마찰이 적어 정밀 이송 장치에 쓰이는 운동용 나사이다.

구리에 아연을 5~20% 첨가해 금색에 가까운 아름다운 색을 내며 장식품에 많이 쓰이는 황동은 톰백이다.

포금은 구리에 주석을 넣은 청동 계열이고, 문쯔메탈과 7:3 황동은 아연 함유량이 더 높은 다른 조성의 황동이어서 장식용으로 쓰이는 낮은 아연 함유 황동과는 구분된다.

스프링강의 재료로는 Si-Mn강, Cr-V강, Cr-Mn강처럼 탄성한도와 피로강도가 높은 합금강이 주로 쓰이며, Ni-Co강은 스프링강의 일반적인 재료로 쓰이지 않는다.

드럼과 블록 사이에 작용하는 마찰력은 블록을 누르는 힘에 마찰계수를 곱해 구하며, 계산하면 450N이다.

$F=\mu P=0.45\times1000=450\ \mathrm{N}$으로 계산된다.

벨트의 이완 쪽에 설치해 벨트와 풀리의 접촉각을 크게 늘려주는 풀리는 긴장 풀리이다.

단차는 지름이 다른 풀리를 계단식으로 조합해 회전비를 바꾸는 장치이고, 안내 풀리는 벨트의 진행 방향을 바꾸어 주며, 중간 풀리는 두 축 사이에서 동력을 중계하는 역할이어서 접촉각을 늘려 미끄럼을 막는 긴장 풀리의 기능과는 다르다.

에너지 흡수 능력이 크고 스프링 작용과 함께 구조용 부재의 역할도 겸하며 가공이 쉬워 자동차 현가장치에 많이 쓰이는 스프링은 판 스프링이다.

태엽 스프링은 시계나 완구 등에서 회전력을 저장하는 용도이고, 공기 스프링과 코일 스프링은 구조 부재 역할보다는 순수한 완충 기능에 가까워 이 설명과는 차이가 있다.

인장시험에서 변형율은 표점거리의 변화량을 최초 표점거리로 나눈 값으로 구한다.

$\varepsilon=\dfrac{\Delta L}{L_0}=\dfrac{103-100}{100}$

계산하면 $\varepsilon=\dfrac{3}{100}=0.03$이 되어, 이 시험편의 변형율은 0.03이다.

극좌표 입력방식은 기준점으로부터 일정한 거리와 각도를 지정하여 좌표를 입력하는 방식이다.

절대좌표는 원점을 기준으로 한 좌표값을, 상대좌표는 바로 앞 점을 기준으로 한 변위량을 입력하는 방식이어서 거리·각도 조합 입력과는 성격이 다르다.

CPU의 주된 기능은 명령의 해독과 제어신호 발생이며, 프로그램이나 데이터를 받아들이는 입력 자체는 입력장치가 담당하는 일이므로 이는 CPU 기능에 대한 옳은 설명이 아니다.

나머지 항목들은 각각 내부·외부 신호제어, 명령어의 임시 보관(명령 레지스터), 프로그램 카운터를 이용한 다음 명령 인출 등 CPU 고유의 기능을 바르게 설명하고 있다.

CAD/CAM에서 쓰이는 CRT 디스플레이는 화면 표시 방식에 따라 랜덤 스캔형·스토리지형·래스터 스캔형으로 구분된다.

플랫 배드형은 펜이 평판 위를 움직이며 도면을 그리는 플로터의 한 형식이므로 CRT 디스플레이의 종류에 해당하지 않는다.

CAD/CAM을 이용한 자동화는 도면 표준화, 공정계획 자동화, 생산·재고관리의 효율화에 기여하는 것이 일반적인 효과이다.

재료구입비 증가는 CAD/CAM 자동화가 가져오는 효과로 보기 어려우므로 설명으로 옳지 않다.

G32 나사 절삭 블록에서 F는 나사의 리드를 지령하므로, 이 나사의 리드는 2.0mm이다.

블록 'G32 X49.3 Z-20. F2.0 ;'에서 G32는 나사 절삭, X49.3은 절삭 끝점의 지름, Z-20.은 길이 방향 끝점 위치를 뜻한다. 선반의 나사 절삭에서 F 뒤의 값은 일반 이송속도가 아니라 리드(주축 1회전당 이동량)이다.

1.5mm·2.5mm·3.0mm는 블록에 지령된 값이 아니므로 답이 될 수 없다. 1줄 나사라면 리드와 피치가 같아 피치도 2.0mm이다.

위치결정 제어(PTP)는 공구가 다음 위치로 이동하는 경로 도중에는 가공을 하지 않고, 목표 위치에 도달했을 때만 가공을 수행하는 제어방식이다.

이동 중에도 지정 경로를 따라 연속 가공을 하는 직선절삭·윤곽절삭 제어와는 구분된다.

NC 시스템의 구성요소 중 파트 프로그램(가공 프로그램)은 물리적 장치가 아니라 소프트웨어에 해당한다.

인터페이스 회로, 제어용 컴퓨터, 검출기구는 모두 실체가 있는 하드웨어이다.

NC를 이용한 생산 시스템은 NC → CNC → DNC → FMS 순서로 발전해 왔다.

NC에 컴퓨터 기능을 내장한 것이 CNC, 여러 대의 CNC 공작기계를 한 대의 컴퓨터로 군관리하는 것이 DNC이며, 이를 자재 반송·저장 체계와 결합해 유연하게 운용하는 단계가 FMS이다.

머시닝 센터는 자동공구교환장치(ATC)를 갖추어 여러 공정의 가공을 공구 교환만으로 연속 수행할 수 있는 CNC 공작기계이다.

CNC 와이어 컷 방전가공기, 세이퍼, CNC 평면연삭기는 일반적으로 ATC가 필요하지 않은 공작기계이다.

G04로 휴지시간을 지령할 때는 어드레스 X, U, P를 사용하며, K는 휴지시간 지령에 쓰이는 어드레스가 아니다.

X와 U는 초 단위(소수점 사용 가능)로, P는 밀리초 단위(정수)로 휴지시간을 지정하는 것이 일반적인 방식이다.

베인형 압축기는 로터에 설치된 베인이 회전하며 공기를 압축하는 방식으로, 공기 공급이 연속적이고 맥동과 소음이 적으며 소형으로 만들 수 있어 공기압 모터 등의 동력원으로 널리 쓰인다.

터보형은 대유량을 다루는 대형 설비용이고, 루트 블로워는 토출압력이 낮아 주로 송풍 용도에 쓰이며, 피스톤형은 왕복운동으로 단속적으로 압축하므로 맥동·진동·소음이 상대적으로 커서 이 설명과는 거리가 있다.

유체퓨즈는 설정압력을 넘으면 내부의 막(다이어프램)이 파열되어 작동유를 탱크로 귀환시킴으로써 압력 상승을 막고 기기를 보호하는 안전 부품이다.

감압밸브는 압력을 낮추는 용도, 압력스위치는 설정압력에서 전기신호를 내는 용도, 체크밸브는 역류를 막는 용도로 각각 기능이 다르다.

유압유와 비교할 때 압축공기는 점성 변화가 작아 온도 변화에 상대적으로 둔감한 편이므로, 온도에 극히 민감하다는 설명은 옳지 않다.

압축공기는 압축성 유체이므로 탱크에 저장이 용이하고 인화·폭발 위험이 거의 없으며, 배관을 통해 먼 거리까지 쉽게 이송할 수 있다는 나머지 설명은 타당하다.

공기저장탱크에는 일반적으로 압력계, 압력스위치, 안전밸브가 기본적으로 부착된다.

유량계는 배관 계통에서 유량을 측정하기 위한 기기로, 탱크 자체에 기본적으로 부착되는 안전·감시 기기는 아니다.

감압밸브는 주회로의 압력보다 낮은 압력이 필요한 분기회로를 구성할 때, 출구 쪽 압력을 설정값까지 낮추어 일정하게 유지시키는 밸브이다.

시퀀스 밸브는 정해진 순서로 회로를 동작시키는 용도, 체크밸브는 한 방향으로만 흐름을 허용하는 용도, 무부하 밸브는 펌프를 무부하 상태로 만드는 용도로 각각 기능이 다르다.

원심 펌프는 회전운동으로 유체에 원심력을 가해 압송하는 비용적형(터보형) 펌프로, 밀폐된 용적의 변화를 이용해 유체를 압송하는 용적형 펌프에 해당하지 않는다.

기어 펌프, 베인 펌프, 피스톤 펌프는 모두 케이싱 내부의 용적 변화를 이용해 유체를 이송하는 용적형 펌프이다.

N·m은 힘과 거리의 곱으로 나타내는 토크(모멘트) 또는 일의 단위이며, 압력의 단위가 아니다.

Pa, bar, atm은 모두 단위 면적당 작용하는 힘의 크기를 나타내는 압력의 단위이다.

축압기(accumulator)는 유압에너지 축적, 유압 펌프의 맥동 흡수, 유압 충격 완충 등의 용도로 사용된다.

작동유의 냉각은 오일 쿨러(열교환기)가 담당하는 기능으로, 축압기의 용도에 해당하지 않는다.

유량제어 밸브를 실린더에서 유출되는 유량을 제어하도록 설치하는 것은 미터 아웃(meter out) 회로이다. 미터 아웃 회로는 실린더 배출측(로드측)에 유량제어 밸브를 설치하여 유출 유량을 조절함으로써 피스톤의 속도를 정밀하게 제어하는 방식으로, 밀링머신, 보링머신 등 정밀한 속도 제어가 필요한 공작기계에 일반적으로 적용된다.

• 미터 인(meter in) 회로는 반대로 유입 유량을 제어한다.
• 블리드 오프 회로는 펌프 유량의 일부를 탱크로 우회시킨다.
• 인로딩 회로는 하중 제어 방식이다.

따라서 이들은 문제의 조건과 맞지 않는다.

일반적으로 공압 액추에이터나 공압기기의 작동압력은 4~6 kgf/cm² 범위가 가장 적절한 것으로 본다.

이보다 낮은 압력은 충분한 힘을 내기 어렵고, 지나치게 높은 압력은 에너지 손실과 기기 마모, 안전상의 부담을 키운다.

래더도(사다리 선도)는 입력접점과 출력접점을 사다리 모양으로 조합하여 표현하는 PLC 프로그램 작성 방식이다.

플로우차트, 타임차트, 객체지향방식은 각각 흐름도, 시간에 따른 동작 파형, 객체 중심 설계 기법으로 래더도와는 별개의 표현·프로그래밍 방식이다.

PLC에서 프로그래밍 장치 등 주변장치를 이용해 작성한 프로그램을 PLC 메모리에 옮겨 저장하는 작업을 로딩이라고 한다.

코딩은 프로그램을 작성하는 단계, 입력할당·출력할당은 입출력 기기에 번지를 대응시키는 작업으로 로딩과는 구분된다.

매니플레이터는 로봇에서 사람의 손·손목·팔에 해당하는 부분으로, 대상물을 잡거나 이동시키는 기계적 동작부이다.

로봇 컨트롤러는 제어장치, 카메라 등은 로봇의 눈에 해당하는 감지부, 전원장치는 동력 공급부로 매니플레이터와는 역할이 다르다.

토글 스위치는 사람이 손으로 직접 조작하는 수동 스위치로, 물체나 상태를 자동으로 감지하는 검출용 스위치가 아니다.

마이크로 스위치, 리미트 스위치, 광전 스위치는 모두 물체의 위치나 존재를 자동으로 검출하는 용도로 쓰인다.

공압실린더는 압축공기의 압력에너지를 직선 운동 등의 기계적 일로 변환하는 액추에이터이다.

PLC, 근접센서, 리미트스위치는 신호를 처리하거나 검출하는 제어·검출용 기기로, 직접 일을 하는 액추에이터에는 해당하지 않는다.

PLC의 입·출력부는 외부의 전기적 잡음이 CPU로 전달되지 않도록 차단·절연하는 것이 요구사항이며, 잡음이 CPU 쪽에 잘 전달되도록 하는 것은 요구사항이 될 수 없다.

외부기기와의 전기적 규격 일치, 약전·강전 회로 간 접속(절연) 가능, 입·출력 접점 상태 감시 기능은 모두 PLC 입·출력부에 요구되는 사항이다.

서보제어는 출력값을 검출하여 목표값과 비교하고 그 오차를 줄이는 방향으로 동작하는 대표적인 되먹임(피드백) 제어이다.

한시제어, 조건제어, 순서제어는 미리 정해진 순서나 조건에 따라 동작하는 시퀀스 제어의 한 형태로, 출력을 되먹임 받지 않는다.

무접점 시퀀스는 반도체 소자를 사용해 접점의 기계적 마모가 없으므로 수명이 길고 동작속도가 빠르며 진동·충격에 강한 장점이 있다.

반면 반도체 소자로 구성되어 전기적 잡음(노이즈)의 영향을 받기 쉬운 특성이 있으므로, 잡음에 안정하다는 설명은 무접점 시퀀스의 장점으로 옳지 않다.

제어계에서 입력신호에 대한 출력신호의 비를 나타낸 것을 전달함수라고 한다.

목표값은 원하는 제어량의 설정값, 제어대상은 제어를 받는 대상 그 자체, 제어량은 실제로 제어되고 있는 물리량으로 전달함수와는 다른 개념이다.

PLC의 제어기능은 크게 시퀀스 처리, 연산 처리, 자기진단 기능 등으로 구분된다.

노이즈(잡음) 방지는 PLC의 신뢰성을 높이기 위한 하드웨어적인 대책일 뿐, PLC 고유의 제어기능으로 분류되지는 않는다.

엘리베이터, 세탁기, 자동판매기와 같이 미리 정해진 순서에 따라 각 단계를 차례로 진행하는 제어방식을 시퀀스 제어라고 한다.

되먹임 제어는 출력을 검출해 목표값과 비교하며 동작하는 방식으로, 정해진 순서대로 진행되는 시퀀스 제어와는 구분된다.

적외선센서는 측정 대상물이 방출하는 적외선 에너지를 검출하여 온도를 측정하므로, 대상물에 직접 닿지 않고도 온도를 잴 수 있는 비접촉식 온도센서이다.

열전대, 서미스터, 측온저항체는 모두 감지부를 측정 대상물에 직접 접촉시켜 온도를 검출하는 접촉식 온도센서이다.

압전 소자는 결정체에 힘(압력)을 가하면 표면에 전하가 발생하는 압전 효과에 의해 기전력을 생성한다.

이 원리를 이용해 힘이나 압력, 가속도 등을 전기적 신호로 변환하는 압전형 센서가 만들어진다.

열전대는 미세한 온도 변화도 감지할 수 있도록 열기전력이 클 것이 요구되며, 열기전력이 작을 것이라는 조건은 열전대의 구비조건으로 옳지 않다.

이 외에도 온도-열기전력 특성의 분산이 작고 선형적이며, 가공이 쉽고 가격이 저렴할 것이 열전대의 바람직한 구비조건으로 꼽힌다.

드모르간 정리로 변환하면 AB+AC+BC가 된다.

드모르간 정리 $\overline{X\cdot Y\cdot Z}=\overline{X}+\overline{Y}+\overline{Z}$를 적용하면 전체를 덮은 부정 막대가 풀리면서 곱(·)이 합(+)으로 바뀐다.
$\overline{\overline{AB}\cdot\overline{AC}\cdot\overline{BC}}=\overline{\overline{AB}}+\overline{\overline{AC}}+\overline{\overline{BC}}$
이중 부정은 원래 값이므로 $\overline{\overline{AB}}=AB$이고, 결과는 $AB+AC+BC$이다.

• ABㆍACㆍBC는 부정만 없애고 곱을 합으로 바꾸지 않은 잘못된 변환이다.
• AB+(AC)'는 AC항에 부정이 남아 있어 이중 부정 처리가 틀렸다.
• Aㆍ(B+C)는 AB+AC에 해당해 BC항이 빠져 있으므로 원래 식과 같지 않다(A=0, B=C=1이면 값이 달라진다).