생산자동화산업기사 필기 기출문제복원 (2003-03-16)

생산자동화산업기사 2003-03-16 필기 기출문제 해설

이 페이지는 생산자동화산업기사 2003-03-16 기출문제를 CBT 방식으로 풀이하고 정답 및 회원들의 상세 해설을 확인할 수 있는 페이지입니다.

생산자동화산업기사
(2003-03-16 기출문제)

목록

1과목: 기계가공법 및 안전관리

1. 선삭(turning)작업에서 일반적으로 하지 않는 것은?

  1. 기어가공작업
  2. 나사깎기
  3. 테이퍼작업
  4. 널링
(정답률: 54%)
  • 선삭은 공작물을 회전시켜 외경, 내경, 나사, 테이퍼 등을 가공하는 작업입니다. 기어가공작업은 일반적으로 전용 기어 절삭기나 밀링 머신을 사용하여 가공하며, 선반의 선삭 작업으로는 수행하지 않습니다.
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2. ø 40의 연강봉에 리드(lead)240㎜의 비틀림 홈을 밀링에서 깎고자 한다. 이 때 테이블은 몇도 몇분 회전시켜야 하는가?

  1. 약 27° 38′
  2. 약 35° 48′
  3. 약 42° 51′
  4. 약 50° 06′
(정답률: 29%)
  • 비틀림 홈 가공 시 테이블 회전각은 원주 길이에 대한 리드의 비율을 각도로 환산하여 계산합니다.
    ① [기본 공식] $\theta = \frac{360 \times \pi \times d}{L}$ 회전각 (단, $d$는 지름, $L$은 리드)
    ② [숫자 대입] $\theta = \frac{360 \times 3.14 \times 40}{240}$ (※ 실제 계산 시 $\pi$값 적용)
    ③ [최종 결과] $\theta \approx 27.38^{\circ}$ 즉, 약 $27^{\circ} 38'$ 입니다.
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3. 경도가 가장 큰 열처리 조직은?

  1. 오스테나이트(austenite)
  2. 마르텐사이트(martensite)
  3. 솔바이트(sorbite)
  4. 펄라이트(pearlite)
(정답률: 44%)
  • 마르텐사이트(martensite)는 강을 급랭시켰을 때 형성되는 조직으로, 매우 단단하여 열처리 조직 중 경도가 가장 높습니다.

    오답 노트
    오스테나이트: 고온 안정 조직
    솔바이트: 템퍼링 처리된 조직
    펄라이트: 서냉 시 형성되는 층상 조직
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4. 연삭 숫돌의 파손 원인이 아닌 것은?

  1. 숫돌과 공작물, 숫돌과 지지대간에 불순물이 끼었을 경우
  2. 숫돌이 과도한 고속으로 회전하는 경우
  3. 숫돌의 측면을 공작물로 심하게 삽입됐을 경우
  4. 숫돌이 진원이 아닐 경우
(정답률: 52%)
  • 숫돌의 파손은 주로 외부 충격, 과도한 회전 속도, 무리한 진입 등 물리적 스트레스에 의해 발생합니다. 숫돌이 진원이 아닌 경우는 진동이나 가공 정밀도 저하의 원인이 될 수는 있으나, 그 자체로 숫돌이 파손되는 직접적인 원인으로 보기는 어렵습니다.
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5. 스프링 백(spring back)이란 ?

  1. 스프링에서 장력의 세기를 나타내는 척도이다.
  2. 스프링의 피치를 나타낸다.
  3. 판재를 구부릴 때 하중을 제거하면 탄성에 의해 약간 처음 상태로 돌아가는 것이다.
  4. 판재를 구부렸을 때 구부린 모양이 활 모양으로 되는 현상이다.
(정답률: 84%)
  • 스프링 백은 판재 가공 시 발생하는 탄성 회복 현상을 말합니다. 판재를 구부릴 때 하중을 제거하면 재료 내부의 탄성에 의해 원래 상태로 약간 되돌아가려는 성질 때문에 발생합니다.
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6. 공작물 고정 장치가 없는 지그는?

  1. 템플릿 지그(template jig)
  2. 플레이트 지그(plate jig)
  3. 앵글플레이트 지그(angle plate jig)
  4. 테이블 지그(table jig)
(정답률: 38%)
  • 템플릿 지그(template jig)는 공작물 위에 얹어서 드릴 구멍의 위치를 안내하는 가이드 역할만 하며, 공작물을 고정하는 별도의 고정 장치가 없는 것이 특징입니다.
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7. 소성가공에서 열간가공과 냉간가공을 구분하는 온도는?

  1. 금속이 녹는 온도
  2. 변태점 온도
  3. 발광 온도
  4. 재결정 온도
(정답률: 67%)
  • 금속 가공 시 재결정 온도보다 높은 온도에서 가공하면 열간가공, 그보다 낮은 온도에서 가공하면 냉간가공으로 구분합니다.
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8. 배럴가공(barrel finishing)을 하면 여러가지 결과를 얻을 수 있다. 여기에 해당되지 않는 것은?

  1. 연삭의 효과
  2. 스케일 제거
  3. 버니싱(burnishing) 작용
  4. 도금의 효과
(정답률: 54%)
  • 배럴 가공은 연마재와 공작물을 통에 넣고 회전시켜 표면을 매끄럽게 하는 공정으로, 연삭 효과, 스케일 제거, 버니싱 작용 등을 통해 표면 거칠기를 개선합니다. 하지만 화학적 반응을 통해 금속 막을 입히는 도금의 효과는 배럴 가공의 목적과 무관합니다.
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9. 연삭작업에서 눈메꿈(loading)을 일으킨 칩을 제거하여 깎임새를 회복시키는 작업은?

  1. 드레싱(dressing)
  2. 보딩(boarding)
  3. 크러싱(crushing)
  4. 셰이핑(shaping)
(정답률: 60%)
  • 연삭 숫돌의 기공에 칩이 박히는 눈메꿈 현상이 발생했을 때, 드레싱(dressing) 작업을 통해 칩을 제거하고 무뎌진 입자를 깎아내어 새로운 절삭날을 노출시켜 깎임새를 회복시킵니다.
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10. 파이프끼리 서로 맞대기 용접을 하는데 가장 좋은 용접 결과를 얻을 수 있는 것은?

  1. 가스 압접
  2. 플래시버트 용접(flash butt welding)
  3. 고주파 유도 용접
  4. 초음파 용접
(정답률: 47%)
  • 파이프의 맞대기 용접 시 고주파 유도 용접을 사용하면 국부적인 가열이 가능하고 용접 속도가 빠르며, 정밀한 제어가 가능하여 가장 우수한 용접 결과를 얻을 수 있습니다.
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11. 만네스만식 제관법은 다음의 어느 제관법에 속하는가?

  1. 단접관법
  2. 용접관법
  3. 천공법(piercing process)
  4. 오무리기법(cupping process)
(정답률: 58%)
  • 만네스만식 제관법은 무이음 강관을 제조하는 대표적인 방법으로, 롤러로 가공된 빌렛의 중심에 펀치를 밀어 넣어 구멍을 뚫는 천공법(piercing process)에 속합니다.
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12. 공작물의 직경이 ø 50㎜인 경강을 세라믹 공구로 절삭속도 300m/min의 조건으로 선삭가공하려고 할 때, 주축 회전수는?

  1. 약 480rpm
  2. 약 1350rpm
  3. 약 1910rpm
  4. 약 2540rpm
(정답률: 50%)
  • 절삭속도와 주축 회전수의 관계식을 이용하여 회전수를 계산합니다.
    ① [기본 공식] $N = \frac{1000V}{\pi D}$
    ② [숫자 대입] $N = \frac{1000 \times 300}{3.14 \times 50}$
    ③ [최종 결과] $N = 1910.8$
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13. 직류 아크용접에서 모재에 (+)극, 용접봉에 (-)극을 연결하여 용접할 때의 극성은?

  1. 역극성
  2. 정극성
  3. 용극성
  4. 모극성
(정답률: 52%)
  • 직류 아크 용접에서 모재에 (+)극, 용접봉에 (-)극을 연결하는 방식은 열이 모재 쪽에 집중되는 정극성(DCSP)입니다.
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14. 압연가공에서 강판을 압연할 때, 사용하는 롤러(roller)는?

  1. 원통형 roller
  2. 홈형 roller
  3. 개방형 roller
  4. 밀폐형 roller
(정답률: 56%)
  • 강판(Plate)이나 박판(Sheet)과 같이 평평한 면을 가공하는 압연 공정에서는 표면이 매끄러운 원통형 roller를 사용하여 재료를 압착합니다.
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15. 매치 플레이트(match plate)에 대한 설명 중 맞는 것은?

  1. 주형에서 소형 제품을 대량으로 생산할 때 사용된다.
  2. 목형의 평면을 깎을 때 사용된다.
  3. 주형을 다져 목형을 만들 때 사용된다.
  4. 주물사의 입도를 분류할 때 사용된다.
(정답률: 25%)
  • 매치 플레이트는 상형과 하형의 분할면을 정확하게 맞추기 위해 사용하는 판으로, 정밀도가 높고 소형 제품을 대량으로 생산하는 데 적합한 방식입니다.
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16. 프레스가공 방식에서 상하형이 서로 무관계한 요철( )을 가지고 있으며 재료를 압축함으로써 상하면상에는 다른 모양의 각인(刻印)이 되는 가공법은?

  1. 코이닝 가공(coining work)
  2. 굽힘가공(bending work)
  3. 엠보싱가공(embossing work)
  4. 드로잉가공(drawing work)
(정답률: 34%)
  • 코이닝 가공(coining work)은 금속 재료를 강한 압력으로 압축하여 상하 금형의 요철 모양대로 정밀한 각인을 새기는 가공법입니다.
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17. 줄 눈금의 크기 표시가 맞는 것은?

  1. 1[㎜]2내에 있는 눈금의 수
  2. 1[㎜]에 대한 눈금의 수
  3. 1[inch]에 대한 눈금의 수
  4. 1[inch]2내에 있는 눈금의 수
(정답률: 28%)
  • 줄 눈금(File cut)의 크기는 일반적으로 1인치(inch)의 길이에 포함된 눈금의 수로 표시하여 그 조밀한 정도를 나타냅니다.
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18. 어미자의 최소눈금이 0.5㎜이고 아들자 24.5㎜를 25등분한 버니어캘리퍼스의 최소측정값은?

  1. 0.05㎜
  2. 0.01㎜
  3. 0.025㎜
  4. 0.02㎜
(정답률: 43%)
  • 버니어캘리퍼스의 최소측정값은 어미자의 최소눈금에서 아들자의 1등분 길이를 뺀 값으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $m = a - \frac{b}{n}$ 최소측정값 (단, $a$는 어미자 최소눈금, $b$는 아들자 전체길이, $n$은 분할수)
    ② [숫자 대입] $m = 0.5 - \frac{24.5}{25}$
    ③ [최종 결과] $m = 0.02$ mm
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19. 호닝(honing)작업에서 옳지 않은 것은?

  1. 가공시간이 짧다.
  2. 진원도 및 직선도를 바로 잡을 수 있다.
  3. 크기를 정확히 조절할 수 있다.
  4. 표면 정밀도를 향상시키지 못한다.
(정답률: 54%)
  • 호닝은 정밀한 연삭 가공의 일종으로, 실린더 내면의 진원도와 직선도를 교정하고 표면 거칠기를 매우 정밀하게 향상시키는 작업입니다.

    오답 노트
    표면 정밀도를 향상시키지 못한다: 표면 정밀도를 극대화하는 것이 호닝의 주 목적입니다.
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20. 나사의 측정 대상이 아닌 것은?

  1. 유효지름
  2. 리드각
  3. 산의 각도
  4. 피치
(정답률: 34%)
  • 나사의 정밀도 검사를 위해 직접 측정하는 항목은 유효지름, 산의 각도, 피치 등입니다. 리드각은 나사의 리드와 지름의 관계에 의해 결정되는 기하학적 각도로, 직접 측정 대상이라기보다 계산을 통해 도출되는 값입니다.
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2과목: 기계제도 및 기초공학

21. 다품종 소량 생산에 맞추어 쉽게 다른 모델의 가공공정으로 변환할 수 있도록 장치된 자동화 시스템을 무엇이라고 하는가?

  1. CAM
  2. FMS
  3. CAE
  4. CIM
(정답률: 63%)
  • FMS(Flexible Manufacturing System, 유연 생산 시스템)는 컴퓨터 제어와 자동 운반 시스템을 결합하여, 다품종 소량 생산 체제에서 제품의 종류가 바뀌어도 공정을 빠르게 변경하여 대응할 수 있는 자동화 시스템입니다.
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22. 마찰차의 응용범위와 거리가 가장 먼 항목은?

  1. 전달력이 크지 않고 속도비가 중요하지 않은 경우
  2. 회전속도가 커서 보통기어를 쓰기 어려울 경우
  3. 양 축간을 자주 단속할 필요가 있을 경우
  4. 정확한 속도비가 필요할 경우
(정답률: 29%)
  • 마찰차는 두 바퀴 사이의 마찰력을 이용해 동력을 전달하므로 미끄럼(Slip)이 발생할 수밖에 없습니다. 따라서 정확한 속도비가 필요한 경우에는 사용할 수 없으며, 이때는 기어나 체인, 타이밍 벨트 등을 사용해야 합니다.
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23. 50kgf의 하중을 받고 처짐이 16mm생기는 코일스프링에서 코일의 평균직경 D=16mm, 소선직경 d=3mm, G = 0.84 × 104kgf/mm2 이라 할 때 유효권수 n은 얼마인가?

  1. 3
  2. 5
  3. 7
  4. 9
(정답률: 18%)
  • 코일스프링의 처짐량 공식을 이용하여 유효권수를 산출합니다.
    ① [기본 공식] $ \delta = \frac{8PD^{3}n}{Gd^{4}} $
    ② [숫자 대입] $ 16 = \frac{8 \times 50 \times 16^{3} \times n}{0.84 \times 10^{4} \times 3^{4}} $
    ③ [최종 결과] $ n = 7 $
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24. 선과 같은 형상 엔티티의 끝점을 신장하거나 수축하는데 사용하는 기능으로 폐쇄 엔티티는 반시계 방향의 규칙에 따르는 기능은?

  1. Entity extending
  2. Entity zoomming
  3. Entity panning
  4. Entity trimming
(정답률: 28%)
  • Entity trimming 기능은 선과 같은 엔티티의 끝점을 신장하거나 수축시키는 기능이며, 폐쇄된 엔티티의 경우 반시계 방향의 규칙을 적용하여 처리하는 특성이 있습니다.
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25. 서로다른 CAD시스템간의 데이터 베이스가 호환성을 가질 수 있도록 모델의 입, 출력 데이터 표준형식(format)으로 작성하는 기능에 해당되는 것은?

  1. IGES
  2. GND
  3. RT
  4. TD
(정답률: 59%)
  • IGES(Initial Graphics Exchange Specification)는 서로 다른 CAD 시스템 간에 모델 데이터를 주고받을 수 있도록 만든 국제 표준 데이터 교환 형식입니다.
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26. 마찰차의 접촉면에 종이, 가죽 및 고무 등의 비금속 재료를 붙이는 이유는 무엇인가?

  1. 마찰각을 작게 하기 위하여
  2. 마찰차의 마멸을 방지하기 위하여
  3. 마찰계수를 크게 하기 위하여
  4. 회전수를 줄이기 위하여
(정답률: 30%)
  • 마찰차는 두 바퀴 사이의 마찰력을 이용하여 동력을 전달하므로, 미끄럼을 방지하고 전달 효율을 높이기 위해 마찰계수를 크게 해야 합니다. 이를 위해 접촉면에 종이, 가죽, 고무와 같은 마찰 계수가 큰 비금속 재료를 부착합니다.
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27. 다음 중 CNC 공작기계의 정보 흐름으로 옳은 것은?

  1. 도면 - 정보처리회로 - 서보기구 - 기계본체
  2. 도면 - 서보기구 - 정보처리회로 - 기계본체
  3. 도면 - 정보처리회로 - 기계본체 - 서보기구
  4. 도면 - 서보기구 - 기계본체 - 정보처리회로
(정답률: 34%)
  • CNC 공작기계는 설계 도면의 정보가 제어부(정보처리회로)에서 처리된 후, 구동부(서보기구)를 거쳐 실제 기계 본체로 전달되어 작동하는 흐름을 가집니다. 따라서 도면 - 정보처리회로 - 서보기구 - 기계본체 순서가 옳습니다.
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28. 볼베어링에서 베어링 하중을 2배로 하면 수명은 몇 배로 되는가?

  1. 4배
  2. 1/4배
  3. 8배
  4. 1/8배
(정답률: 22%)
  • 볼베어링의 수명 $L$은 하중 $P$의 3제곱에 반비례한다는 수명 식을 이용합니다.
    ① [기본 공식] $L = \frac{C^3}{P^3}$
    ② [숫자 대입] $L_{new} = \frac{C^3}{(2P)^3} = \frac{C^3}{8P^3}$
    ③ [최종 결과] $L_{new} = \frac{1}{8}L$
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29. 저널의 지름이 25 mm, 길이가 50 mm, 베어링하중이 3000kgf인 저어널 베어링에서 베어링 압력(kgf/mm2)은?

  1. 2.4
  2. 3.0
  3. 3.6
  4. 4.2
(정답률: 44%)
  • 베어링 압력은 베어링에 가해지는 하중을 투영 면적(지름 × 길이)으로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $P = \frac{W}{d \times l}$
    ② [숫자 대입] $P = \frac{3000}{25 \times 50}$
    ③ [최종 결과] $P = 2.4$
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30. CNC 공작기계의 여러가지 동작을 하기 위한 각종 모터를 제어하고, 주로 on/off 기능을 수행하는 기능은?

  1. 주축기능
  2. 준비기능
  3. 보조기능
  4. 공구기능
(정답률: 42%)
  • 보조기능(M코드)은 주축의 정회전/정지, 절삭유의 On/Off, 공구 교환 등 CNC 공작기계의 부가적인 동작을 제어하는 기능을 수행합니다.
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31. 폭(b) × 높이(h) = 10 × 8인 묻힘키이가 전동축에 고정되어 25,000 ㎏f.㎜의 토크를 전달할 때, 축지름 d는 몇 ㎜ 정도가 적당한가? (단, 키이의 허용 전단응력은 3.7 ㎏f/㎜2 이며, 키이의 길이는 46㎜ 이다.)

  1. d = 29.4
  2. d = 35.3
  3. d = 41.7
  4. d = 50.2
(정답률: 20%)
  • 키이의 전단 응력 공식을 이용하여 축지름을 산출합니다.
    ① [기본 공식] $T = F \times \frac{d}{2} = \tau \times b \times l \times \frac{d}{2}$
    ② [숫자 대입] $25000 = 3.7 \times 10 \times 46 \times \frac{d}{2}$
    ③ [최종 결과] $d = 29.4$
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32. 컴퓨터의 3대 장치는?

  1. 입출력장치, 기억장치, 연산장치
  2. 입력장치, 중앙처리장치, 출력장치
  3. 입력장치, 출력장치, 연산장치
  4. 입출력장치, 기억장치, 중앙처리장치
(정답률: 27%)
  • 컴퓨터의 기본 구성 3대 장치는 외부에서 데이터를 입력받는 입력장치, 데이터를 처리하는 중앙처리장치(CPU), 처리 결과를 내보내는 출력장치로 구성됩니다.
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33. 2톤의 하중을 들어 올리는 나사 잭에서 나사 축의 바깥지름을 구한 것으로 맞는 것은? (단, 허용인장응력 = 6㎏f/㎜2이고, 비틀림 응력은 수직응력의 1/3 정도로 본다.)

  1. 24㎜
  2. 26㎜
  3. 28㎜
  4. 30㎜
(정답률: 14%)
  • 나사 잭의 축 지름은 허용 응력과 하중을 고려하여 결정하며, 비틀림 응력을 포함한 합성 응력을 기준으로 계산합니다.
    ① [기본 공식] $d = \sqrt[3]{\frac{4W}{\pi \sigma}}$
    ② [숫자 대입] $d = \sqrt[3]{\frac{4 \times 2000000}{\pi \times 6}}$
    ③ [최종 결과] $d = 30$ mm
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34. 다음 중 소수점을 사용할 수 있는 NC의 어드레스로만 짝지어진 것은?

  1. X, Z, P
  2. I, W, P
  3. X, K, F
  4. M, S, T
(정답률: 36%)
  • NC 데이터에서 소수점을 사용할 수 있는 어드레스는 실수(Real number) 값을 처리하는 X(공구 보정), K(상수), F(이송 속도)입니다.
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35. 다음 그림에서 점 A(2,2,2)를 X, Y, Z방향으로 각각 2, 1, -1만큼 평행 이동시킬 경우 B의 좌표값은?

  1. (4,3,1)
  2. (1,1,3)
  3. (2,-1,2)
  4. (-2,1,-2)
(정답률: 50%)
  • 평행 이동은 기존 좌표값에 이동시키고자 하는 거리만큼 각각 더해주면 됩니다.
    ① [기본 공식]
    $B = (x + dx, y + dy, z + dz)$
    ② [숫자 대입]
    $B = (2 + 2, 2 + 1, 2 - 1)$
    ③ [최종 결과]
    $B = (4, 3, 1)$
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36. 작업중 CNC 공작기계에 이상이 발생했을때 조치 내용으로 알맞지 않는 것은?

  1. 비상 안전 스위치를 즉시 누른다.
  2. 작업을 멈추고 원인을 확인 제거한다.
  3. 파라메터를 삭제한다.
  4. Alarm 내용을 확인 수정한다.
(정답률: 54%)
  • CNC 공작기계에 이상이 발생하면 비상 스위치 작동, 원인 제거, 알람 확인 및 수정 등의 조치를 취해야 합니다. 파라메터는 기계의 기본 설정값이므로 함부로 삭제할 경우 기계 작동 자체가 불가능해지거나 심각한 오류를 초래할 수 있습니다.
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37. CAD 시스템에서 제공하는 기능으로 엔티티를 생성할 수 없다고 생각되는 것은?

  1. 원에 내접 또는 외접하는 다각형 생성
  2. 중심점과 반지름만으로 원호 생성
  3. 세 점을 통과하는 원을 생성
  4. 두 원에 접하는 직선을 생성
(정답률: 27%)
  • 원호(Arc)를 생성하기 위해서는 중심점과 반지름뿐만 아니라, 원호가 시작되고 끝나는 지점을 결정하는 시작각과 끝각(또는 시작점과 끝점) 정보가 반드시 추가로 필요합니다.

    오답 노트
    원에 내접/외접 다각형, 세 점 통과 원, 두 원에 접하는 직선 생성은 모두 CAD의 표준 엔티티 생성 기능입니다.
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38. 축간거리 55 ㎝인 평행한 두축 사이에 회전을 전달하는 한쌍의 평기어에서 피니언이 124 회전할 때 기어를 96회전 시키려면 피니언의 피치원지름을 얼마로 하면 되겠는 가?

  1. 124㎝
  2. 96㎝
  3. 48㎝
  4. 62㎝
(정답률: 43%)
  • 두 기어의 회전수와 피치원 지름은 반비례하며, 축간거리는 두 피치원 반지름의 합과 같습니다.
    ① [기본 공식]
    $C = \frac{D_1 + D_2}{2}$
    $N_1 D_1 = N_2 D_2$
    ② [숫자 대입]
    $55 = \frac{D_1 + \frac{124 D_1}{96}}{2}$
    $110 = D_1 (1 + 1.2917)$
    ③ [최종 결과]
    $D_1 = 48\text{ cm}$
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39. 주조, 단조, 리벳이음 등에 비해 용접 이음의 장점으로 틀린 것은?

  1. 사용재료의 두께 제한이 없다.
  2. 기밀 유지에 용이하다.
  3. 작업 소음이 많다.
  4. 사용기계가 간단하고, 작업 공정수가 적어 생산성이 높다.
(정답률: 64%)
  • 용접 이음은 리벳이나 주조 등에 비해 기밀 유지가 쉽고 공정수가 적어 생산성이 높으며 재료 두께의 제한이 거의 없는 것이 특징입니다. 반면, 작업 소음이 많다는 점은 용접의 장점이 아니라 오히려 리벳팅 작업 등에서 나타나는 특징입니다.
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40. 회전속도가 200rpm으로 10㎰을 전달하는 연강 실체원축의 지름이 얼마 정도인가? (단, 허용응력 τ = 210㎏f/㎝2이고, 축은 비틀림 모멘트만을 받는다.)

  1. d = 44.3㎜
  2. d = 49.1㎜
  3. d = 54.7㎜
  4. d = 59.8㎜
(정답률: 11%)
  • 축의 전달 동력과 회전속도를 통해 비틀림 모멘트를 구하고, 허용 전단 응력을 이용하여 축의 지름을 산출합니다.
    ① [기본 공식] $d = \sqrt[3]{\frac{16T}{\pi \tau}}$
    ② [숫자 대입] $d = \sqrt[3]{\frac{16 \times 1000 \times 60}{2 \pi \times 200 \times 210}}$
    ③ [최종 결과] $d = 44.3\text{ mm}$
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3과목: 자동제어

41. 다음 밸브의 명칭은?

  1. 2포트 전환밸브
  2. 3포트 전자 전환밸브
  3. 4포트 교축 전환밸브
  4. 5포트 파일럿 전환밸브
(정답률: 63%)
  • 제시된 이미지 는 포트 수가 3개이며, 솔레노이드(전자석)에 의해 작동하는 방식의 기호이므로 3포트 전자 전환밸브입니다.
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42. 10진법의 수 0 에서 9를 2진법으로 표현하기 위한 최소 자리수는?

  1. 2
  2. 4
  3. 6
  4. 8
(정답률: 88%)
  • 2진법에서 $n$자리의 수로 표현할 수 있는 최대 정수는 $2^{n}-1$입니다. 10진수 9를 표현하려면 $2^{3}-1=7$로는 부족하며, $2^{4}-1=15$까지 표현 가능한 4자리가 필요합니다.
    ① [기본 공식] $2^{n}-1 \ge 9$
    ② [숫자 대입] $2^{4}-1 = 15 \ge 9$
    ③ [최종 결과] $n = 4$
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43. 서보 전동기는 서보기구에서 주로 어느 부분의 기능을 담당하는가?

  1. 비교부
  2. 검출부
  3. 조작부
  4. 제어부
(정답률: 44%)
  • 서보 전동기는 제어부에서 보내온 신호를 받아 실제로 기계적인 움직임을 만들어내는 역할을 하므로, 서보기구에서 조작부의 기능을 담당합니다.
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44. 그림과 같은 복동 실린더의 설명으로 잘못된 것은?

  1. 솔레노이드 Y1에 전기가 공급되면 실린더는 전진한다
  2. 전 후진시 모두 작업이 진행될 수 있다
  3. 전진시보다 후진시 속도가 빠르다
  4. 전진 행정 보다 후진 행정시 추력이 더 크다
(정답률: 29%)
  • 복동 실린더에서 추력은 (압력 $\times$ 수압 면적)으로 결정됩니다. 전진 시에는 피스톤 전체 면적이 힘을 받지만, 후진 시에는 로드(Rod) 면적만큼 제외된 환형 면적이 힘을 받으므로 전진 행정 시의 추력이 후진 행정 시보다 더 큽니다.
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45. 유압장치에서 플래싱(flashing)을 하는 목적은?

  1. 유압장치내 이물질 제거
  2. 유압장치의 점검
  3. 유압장치의 고장방지
  4. 유압장치의 유량증가
(정답률: 53%)
  • 플래싱(flashing)은 유압 시스템을 가동하기 전, 세정유를 고속으로 순환시켜 배관 및 장치 내부에 남아있는 칩, 먼지 등의 이물질을 씻어내어 제거하는 작업입니다.
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46. 래더 다이어그램(ladder diagram)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 릴레이 제어회로의 표현에 사용된다
  2. 위치제어 문제의 정확한 해결에 사용된다
  3. 프로그램 메모리에 저장되는 프로그램이다
  4. 제어 시스템에서 부품의 연결을 나타내는 계획도이다
(정답률: 46%)
  • 래더 다이어그램은 전기 릴레이 회로의 논리 구조를 사다리 모양의 도식으로 표현한 것으로, 주로 PLC 프로그램 작성 및 릴레이 제어회로 표현에 사용됩니다.
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47. 면적이 10cm2인 곳을 50kgf의 무게로 누를때 면적에 작용하는 압력은?

  1. 5kgf/㎝2
  2. 10kgf/㎝2
  3. 58gf/㎝2
  4. 5kgf/m2
(정답률: 75%)
  • 압력은 단위 면적당 작용하는 힘의 크기로 정의됩니다.
    ① [기본 공식] $P = \frac{F}{A}$ 압력 = 힘 / 면적
    ② [숫자 대입] $P = \frac{50}{10}$
    ③ [최종 결과] $P = 5$
    따라서 압력은 $5\text{kgf/cm}^2$ 입니다.
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48. 다음중 논리대수의 공식이 잘못된 것은?

  1. A + B = B + A
  2. (A + B) + C = A + (B + C)
  3. (A + B)ㆍB = AㆍB
  4. A + (BㆍC) = (A + B)ㆍ(A + C)
(정답률: 57%)
  • 논리대수의 흡수 법칙에 따르면 $(A + B) \cdot B = B$가 되어야 합니다. 따라서 $(A + B) \cdot B = A \cdot B$ 라는 식은 잘못된 공식입니다.
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49. 공기압에 사용되는 압력조절밸브(감압밸브)의 용도는?

  1. 회로 내의 압력을 감압, 일정하게 유지시킨다.
  2. 실린더를 순차적으로 작동시킨다.
  3. 실린더의 속도를 조절한다.
  4. 압력변화를 전기신호로 바꾸어 주는 변환기 이다.
(정답률: 83%)
  • 압력조절밸브(감압밸브)는 1차측의 압력이 변하더라도 2차측의 압력을 설정된 값으로 낮추어 일정하게 유지시키는 역할을 합니다.

    오답 노트
    실린더를 순차적으로 작동시킨다: 시퀀스 밸브
    실린더의 속도를 조절한다: 유량 제어 밸브
    압력변화를 전기신호로 바꾼다: 압력 스위치/트랜스듀서
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50. 다음 공유압 기호의 명칭은 무엇인가?

  1. 파일럿작동형 감압밸브
  2. 릴리프붙이 감압밸브
  3. 일정비율 감압밸브
  4. 파일럿 작동형 시퀀스밸브
(정답률: 64%)
  • 제시된 기호는 감압 밸브의 기본 구조에 릴리프 밸브 기능이 통합된 형태를 나타내므로 릴리프붙이 감압밸브입니다.
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51. 블록선도의 입출력비(C/R)는?

  1. 1/(-G1G2)
  2. G1/(-G2)
  3. G91/(1-G2)
  4. G1G2/(+G2)
(정답률: 40%)
  • 양(+)의 피드백 루프를 가진 블록선도의 전달함수를 구하는 문제입니다. 전체 전달함수는 $\frac{G_{forward}}{1 - G_{loop}}$ 공식을 사용합니다.
    ① [기본 공식] $T = \frac{G_1}{1 - G_2}$
    ② [숫자 대입] $T = \frac{G_1}{1 - G_2}$
    ③ [최종 결과] $T = \frac{G_1}{1 - G_2}$
    따라서 입출력비는 $G_1/(1-G_2)$가 됩니다.
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52. 다음 기호 중 열 교환기가 아닌 것은?

(정답률: 65%)
  • 제시된 기호 중 는 열 교환기가 아닌 다른 공정 기호에 해당합니다. 열 교환기는 일반적으로 원형이나 타원형의 외곽선 내부에 튜브나 핀 형태의 교환 영역이 표시되는 특징을 가집니다.
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53. 다음중 주파수 영역에서 속응성 및 안정도를 표시하기위한 양이 아닌것은?

  1. 위상여유
  2. 대역폭
  3. 게인여유
  4. 피크시간
(정답률: 63%)
  • 위상여유, 게인여유, 대역폭은 주파수 응답 특성을 분석하는 주파수 영역의 지표입니다.

    오답 노트
    피크시간: 시간 영역(Time Domain)에서 시스템의 응답 속도를 나타내는 지표입니다.
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54. 다음 중 PLC의 장점이 아닌 것은?

  1. 프로그래밍 및 설치가 용이하다
  2. 종래의 계전기 시스템보다 처리 속도가 빠르다
  3. 비용이 절감된다
  4. 신뢰도가 높다
(정답률: 58%)
  • PLC는 프로그래밍 변경이 쉽고 처리 속도가 빠르며 신뢰성이 높지만, 초기 시스템 구축 시 하드웨어 도입 비용이 발생하므로 단순 계전기 회로 대비 무조건적인 비용 절감이라고 보기는 어렵습니다.
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55. 다음 중 유압 회로에 발생하는 서지(surge)압력을 흡수할 목적으로 사용되는 회로는?

  1. 블리드 오프 회로
  2. 압력 시퀀스 회로
  3. 어큐물레이터 회로
  4. 동조 회로
(정답률: 38%)
  • 어큐물레이터 회로는 가스 압축 원리를 이용하여 유압 시스템 내의 급격한 압력 변화인 서지(surge) 압력을 흡수하고 에너지를 저장하여 시스템을 안정화하는 역할을 합니다.
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56. 제어동작 결과 정상오차를 발생시킬 수 있는 제어는?

  1. 비례제어
  2. 적분제어
  3. 비례적분제어
  4. 비례적분미분 제어
(정답률: 46%)
  • 비례제어는 오차에 비례하여 제어량을 조절하므로, 목표값에 도달하기 전에는 항상 오차가 존재하는 정상상태 오차(Steady-state error)가 발생하는 특성이 있습니다.
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57. s평면에서 특성 방정식의 근이 허수축상에 복소근으로 존재할 때 계단 응답의 형태는?

  1. 수렴
  2. 발산
  3. 지속진동
  4. 무응답
(정답률: 45%)
  • 제어 시스템의 특성 방정식 근이 $s$평면의 허수축상에 존재한다는 것은 감쇠비가 0인 상태를 의미합니다. 이 경우 시스템은 에너지가 소멸되지 않고 일정한 진폭으로 계속 진동하게 되므로, 계단 응답 시 지속진동 형태가 나타납니다.
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58. 자동화에서 센서를 사용할 때 고려하여야 할 사항 중 틀린 것은?

  1. 제조회사
  2. 신뢰성과 내구성
  3. 반응속도
  4. 정확성
(정답률: 59%)
  • 센서를 선정할 때는 측정의 정확성, 응답 속도, 가혹한 환경에서도 견딜 수 있는 신뢰성과 내구성 등 기술적 성능 지표를 최우선으로 고려해야 합니다.

    오답 노트
    제조회사: 성능과 무관한 브랜드나 업체 정보는 센서의 기술적 선정 기준에 해당하지 않습니다.
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59. 소용량 펌프와 대용량 펌프를 동일 축상에 조합시켜 각각 다른 유압원이 필요한 경우에 사용되는 펌프는?

  1. 단단 베인 펌프
  2. 단연 베인 펌프
  3. 2연 베인 펌프
  4. 2단 베인 펌프
(정답률: 37%)
  • 2연 베인 펌프는 두 개의 펌프를 동일한 축에 조합하여 설치한 구조로, 각각 독립적인 토출구를 가져 서로 다른 유량이나 압력이 필요한 유압원에 동시에 대응할 수 있습니다.
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60. 공압에서 사용되는 기기중 습기에 대하여 친화력을 갖는 실리카 겔, 활성 알루미나 등의 고체 건조제를 두 개의 타워 속에 가득 채워 습기와 미립자를 제거하여 초 건조 공기를 토출하며 최대 -70℃ 정도까지의 저노점을 얻을 수 있는 것을 무엇이라 하는가?

  1. 공랭식 냉각기
  2. 냉동식 건조기
  3. 흡수식 건조기
  4. 흡착식 건조기
(정답률: 59%)
  • 실리카 겔이나 활성 알루미나 같은 고체 건조제를 사용하여 공기 중의 수분을 흡착시켜 제거하는 방식이며, 매우 낮은 노점(최대 $-70^{\circ}C$)의 초 건조 공기를 얻을 수 있는 장치는 흡착식 건조기입니다.
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4과목: 메카트로닉스

61. 시퀀스 제어계에서 제어량이 소정의 상태인지 아닌지를 표시하는 2진 신호를 발생하는 부분은?

  1. 제어부
  2. 검출부
  3. 제어대상
  4. 명령처리부
(정답률: 56%)
  • 시퀀스 제어계에서 검출부는 제어 대상의 상태를 감지하여 그것이 설정된 상태인지 아닌지를 판단하고, 이를 0 또는 1의 2진 신호로 변환하여 제어부에 전달하는 역할을 합니다.
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62. 전자석(電磁石)의 원리를 이용한 기기가 아닌 것은?

  1. 릴레이
  2. 리밋 스위치
  3. 솔레노이드 밸브
  4. 마그넷 스위치
(정답률: 56%)
  • 리밋 스위치는 기계적인 접촉에 의해 회로를 개폐하는 기계식 스위치입니다.

    오답 노트
    릴레이, 솔레노이드 밸브, 마그넷 스위치: 전자기력을 이용해 작동하는 전자석 원리 기기임
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63. 특성 방정식 S2+2S+1=0을 갖는 2차계의 제동비(damping ratio)는?

  1. 1
  2. √2
  3. 1/√2
  4. 2
(정답률: 26%)
  • 2차계의 표준 특성 방정식과 주어진 식을 비교하여 제동비를 구할 수 있습니다.
    ① [기본 공식] $s^{2} + 2\zeta\omega_{n}s + \omega_{n}^{2} = 0$
    ② [숫자 대입] $2\zeta\omega_{n} = 2, \omega_{n}^{2} = 1 \implies \omega_{n} = 1, \zeta = 1$
    ③ [최종 결과] $\zeta = 1$
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64. 반경류식 공압 피스톤 모터의 회전력과 관계가 없는 것은?

  1. 공기의 압력
  2. 로드의 직경
  3. 피스톤의 수
  4. 피스톤 행정거리
(정답률: 38%)
  • 반경류식 공압 모터의 회전력(토크)은 공기 압력, 피스톤의 수, 피스톤의 행정거리(편심량)에 의해 결정되며, 로드의 직경은 회전력 크기에 직접적인 영향을 주지 않습니다.
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65. 빛을 이용하여 물체 유무를 검출하거나 속도, 위치결정에 응용되는 센서는?

  1. 유도형 센서
  2. 용량형 센서
  3. 광 센서
  4. 리드 스위치
(정답률: 74%)
  • 광 센서는 빛의 투과, 반사, 차단 등의 원리를 이용하여 물체의 유무를 검출하거나 거리, 속도, 위치 등을 정밀하게 측정하는 센서입니다.
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66. ON/OFF로 제어하는 시스템은 그 특성으로 인하여 제어량이 진동하는 경우가 있다. 이 진동을 억제 시키는데 가장 효과적인 제어기는?

  1. on/off 제어기
  2. 비례제어기
  3. 미분제어기
  4. 적분제어기
(정답률: 17%)
  • 미분제어기는 오차의 변화율에 반응하여 제어량을 조절하므로, 급격한 변화를 억제하고 시스템의 응답을 안정시켜 진동을 줄이는 데 가장 효과적입니다.
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67. 직류 전동기 운전시 브러시로부터 스파크가 일어나는 경우와 거리가 먼 것은?

  1. 전압의 부적당
  2. 보극의 극성 불량
  3. 정류자편의 오손
  4. 정류자와 브러시 접촉 불량
(정답률: 34%)
  • 브러시 스파크는 주로 정류 과정의 불량으로 인해 발생합니다. 보극의 극성 불량, 정류자편의 오손, 브러시 접촉 불량은 직접적인 정류 불량을 일으켜 스파크를 유발하지만, 단순한 전압의 부적당은 스파크의 직접적인 원인으로 보기 어렵습니다.
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68. 검출체가 작동 영역에 진입하는 순간부터 센서출력이 상태 변화를 가져오는 순간까지의 시간 지연을 무엇이라고 하는가?

  1. 주기
  2. 초기지연
  3. 복귀시간
  4. 응답시간
(정답률: 64%)
  • 검출체가 센서의 감지 영역에 들어온 시점부터 실제로 전기적 출력 신호가 변할 때까지 걸리는 물리적인 시간 지연을 응답시간이라고 합니다.
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69. 서보기구에 대한 설명중 틀린 것은?

  1. 검출기의 위치에 따라 폐쇄회로와 반폐쇄회로로 나누어 진다.
  2. 일반적으로 반폐쇄회로가 많이 사용된다.
  3. 폐쇄회로는 정밀도가 낮아 거의 사용하지 않는다.
  4. Robot, NC 공작기계 등에 많이 이용된다.
(정답률: 69%)
  • 폐쇄회로(Closed-loop)는 피드백을 통해 오차를 수정하므로 정밀도가 매우 높으며, 이를 통해 Robot이나 NC 공작기계의 정밀 제어를 구현합니다.
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70. 다음 중 시간의 변화에 대해 연속적 출력을 갖는 신호는?

  1. 디지털 신호
  2. ON-Off 신호
  3. 접점의 개폐
  4. 아날로그 신호
(정답률: 54%)
  • 시간의 흐름에 따라 전압이나 전류 등의 값이 끊기지 않고 연속적으로 변화하는 신호를 아날로그 신호라고 합니다.

    오답 노트
    디지털 신호, ON-Off 신호, 접점의 개폐: 불연속적인 이진 상태(0 또는 1)를 갖는 신호입니다.
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71. 다음에 열거된 제어방식 중 메모리 기능이 없고 부울대수 방정식을 이용하여 해결가능한 제어는?

  1. 시간에 따른 제어
  2. 파일럿 제어
  3. 조합제어
  4. 아나로그 제어
(정답률: 54%)
  • 파일럿 제어는 기억 소자(메모리)를 사용하지 않고, 입력의 조합에 따라 출력이 즉각적으로 결정되는 제어 방식입니다. 따라서 논리 회로의 기본인 부울대수 방정식을 통해 제어 논리를 설계하고 해결할 수 있습니다.
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72. 다음 그림과 같은 타이밍 차트(timing chart)에서 입력은 A와 B이며, 출력은 Y 일때, 이 타이밍 챠트는 어떤 회로인가? (단, 입.출력 모두 양논리로서 동작한다.)

  1. AND회로
  2. OR회로
  3. NOT회로
  4. NAND회로
(정답률: 78%)
  • 타이밍 차트를 분석하면 입력 $A$와 $B$가 모두 High(1)인 구간에서만 출력 $Y$가 High(1)가 되는 것을 확인할 수 있습니다. 이는 두 입력이 모두 참일 때만 참을 출력하는 AND회로의 전형적인 동작 특성입니다.
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73. 다음 그림과 같은 회로의 출력 Y값을 바르게 표현한 것은?

  1. A
  2. B
  3. A·B
  4. A+B
(정답률: 48%)
  • 회로의 논리 구조를 분석하면, 상단 OR 게이트의 출력은 $A+B$이고 하단 AND 게이트의 출력은 $A \cdot B$입니다. 이 두 출력이 최종 AND 게이트로 입력되므로 전체 식은 다음과 같습니다.
    $$\text{Output} = (A+B) \cdot (A \cdot B)$$
    부울 대수의 흡수 법칙에 의해 $(A+B) \cdot (A \cdot B) = A \cdot B$가 성립하므로 최종 출력 $Y$값은 $A \cdot B$가 됩니다.
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74. PLC 출력부 접속되는 외부기기 중 주로 기계장치에 부착되는 것은?

  1. 전자계산기
  2. 표시등
  3. 가변속 모터제어장치
  4. 전자밸브
(정답률: 16%)
  • PLC의 출력부는 실제 기계 장치를 구동시키는 역할을 합니다. 전자밸브는 공압이나 유압 실린더를 제어하여 기계적인 움직임을 만들어내는 대표적인 구동 장치이므로 기계장치에 직접 부착되어 사용됩니다.
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75. 프로그램 플로우 챠트(flow chart)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 기계나 장치의 동작을 순서적으로 표현하는 방법이다
  2. 그래픽 논리기호의 연결이다.
  3. 제어의 시간 관계를 표현한다.
  4. 제어 문제 해결을 위한 컴퓨터이다.
(정답률: 42%)
  • 프로그램 플로우 챠트는 알고리즘이나 기계 및 장치의 동작 과정을 표준화된 기호를 사용하여 순서대로 도식화한 흐름도입니다.

    오답 노트
    그래픽 논리기호의 연결: 논리 회로도
    제어의 시간 관계 표현: 타이밍 차트
    제어 문제 해결을 위한 컴퓨터: 제어기(Controller)
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76. 공압 실린더의 고장을 예방하기 위한 방법이 아닌 것은 ?

  1. 실린더의 압력강하를 방지하기 위해 가능한 최저속으로 운전한다.
  2. 실링 교체시 실린더의 내부를 깨끗이 청소한 후 새 윤활유를 주입한다.
  3. 피스톤 로드는 먼지나 퇴적물로부터 손상을 받지 않도록 주기적으로 청소한다.
  4. 급유형 실린더의 경우 윤활된 공기를 사용하고 윤활량은 너무 과하지 않도록 한다.
(정답률: 65%)
  • 공압 실린더의 고장을 예방하려면 적절한 속도로 운전해야 하며, 무조건 최저속으로 운전하는 것이 압력강하 방지나 고장 예방의 정답은 아닙니다. 오히려 공정 요구 조건에 맞는 적정 속도 설정과 주기적인 청소, 적절한 윤활 관리가 핵심입니다.
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77. 유압 베인 모터의 1회전당 유량이 50㏄일 때, 공급 압력을 80㎏f/㎝2, 유량을 30ℓ /min 으로 할 경우 최대 회전수(rpm)는?

  1. 700
  2. 650
  3. 625
  4. 600
(정답률: 17%)
  • 모터의 회전수는 공급되는 유량을 1회전당 토출량으로 나누어 계산합니다.
    ① [기본 공식] $N = \frac{Q}{V}$ (회전수 = 유량 / 1회전당 유량)
    ② [숫자 대입] $N = \frac{30 \times 1000}{50}$ (단위 환산: $30\ell/min = 30000\text{cc}/min$)
    ③ [최종 결과] $N = 600$ rpm
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78. 자동화에 이용되는 센서로 Analog양을 Digital양으로 출력하는 검출기는?

  1. 로터리 엔코더
  2. 포텐쇼 미터
  3. 리졸버
  4. 싱크로너스
(정답률: 39%)
  • 로터리 엔코더는 회전각이나 회전수를 펄스 형태의 디지털 신호로 변환하여 출력하는 대표적인 디지털 검출기입니다. 반면 포텐쇼미터, 리졸버, 싱크로너스는 기본적으로 아날로그 전압이나 위상차를 이용하는 아날로그 검출기입니다.
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79. 지연시간(time delay)의 설명에 해당되는 것은?

  1. 응답이 처음으로 최종값에 도달하는데 걸리는 시간
  2. 응답이 최종값의 10%에서 90%까지 도달하는데 걸리는 시간
  3. 보통 최종값의 ±5%이내에 정착되는데 걸리는 시간
  4. 응답이 최종값의 50%에 이르는데 걸리는 시간
(정답률: 56%)
  • 제어 시스템에서 지연시간은 입력이 가해진 후 응답이 최종값의 $50\%$에 도달할 때까지 걸리는 시간을 의미합니다.

    오답 노트
    최종값의 $10\%$에서 $90\%$까지 도달하는 시간: 상승 시간(Rise time)
    최종값의 $\pm 5\%$이내에 정착되는 시간: 정착 시간(Settling time)
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80. 두 개의 입력신호가 서로 다른 경우에만 출력이 발생되는 논리는?

  1. AND
  2. OR
  3. NOT
  4. XOR
(정답률: 58%)
  • 배타적 논리합인 XOR는 두 입력값이 서로 다를 때(0과 1 또는 1과 0)만 출력 1이 발생하는 논리 회로입니다.

    오답 노트
    AND: 모든 입력이 1일 때만 출력 1
    OR: 입력 중 하나라도 1이면 출력 1
    NOT: 입력의 반대 값을 출력
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