이 질문 뒤에 면접관이 확인하려는 것은 따로 있습니다.
졸업 프로젝트에서 소형 그리퍼 기구를 설계하고 3D 프린터로 시제품을 제작했습니다. 초기 설계에서는 링크 기구의 각도 범위를 계산하지 않아 작동 구간이 좁게 나왔고, 이를 수정하는 과정에서 기구학 이론을 실제로 적용하는 방법을 배웠습니다. SolidWorks로 3D 모델링 후 시뮬레이션을 돌려 간섭 여부를 확인하고, 수정한 설계를 다시 출력해서 반복 검증했습니다. 기구 설계에서 가장 어려웠던 건 부품 공차가 조립 후 전체 오차에 미치는 영향을 초기에 충분히 고려하지 못한 부분이었습니다. 이 경험에서 설계 초기에 작동 조건을 명확히 정의하는 것이 반복 수정을 줄이는 핵심임을 배웠습니다.
설계 단계에서 공차와 작동 범위를 먼저 검토하는 습관이 이 프로젝트 이후 생겼고, 시제품 반복 수를 줄이는 데 실질적으로 도움이 됐습니다.
기구학 관련 프로젝트 경험으로 4절 링크 메커니즘을 활용한 동작 범위 설계 작업이 기억에 남습니다. 특정 각도 범위에서만 작동해야 하는 장치의 링크 길이를 그래핀 조건(Grashof condition)을 기반으로 결정하는 작업이었습니다. 링크 비율에 따라 크랭크 회전이 가능한지, 로커로만 동작하는지가 달라지기 때문에 설계 의도에 맞는 메커니즘을 선택하는 것이 핵심이었습니다. 초기 설계값을 시뮬레이션으로 검증하면서 예상 동작 범위와 실제 경로가 다른 경우를 여러 번 수정하는 과정을 거쳤습니다. 이 경험이 이론으로만 알던 기구학 조건이 설계에서 어떻게 작동하는지를 실제로 이해하는 계기가 됐습니다.
조건 계산이 설계를 결정합니다. 이론이 설계로 연결될 때 기구학이 의미 있습니다. 시뮬레이션과 이론 검증이 함께 가는 설계 방식입니다.
기구학 프로젝트에서 가장 먼저 한 작업은 자유도(DOF) 분석으로 설계한 메커니즘이 실제로 동작 가능한지 확인하는 것이었습니다. 링크 수와 조인트 수를 기반으로 Grübler 공식을 적용해 자유도를 계산했는데, 자유도가 1이어야 하는 메커니즘이 설계 오류로 0 또는 2가 나오는 경우가 발생했습니다. 자유도가 0이면 구조물처럼 움직이지 않고, 2 이상이면 입력 하나로 동작이 결정되지 않습니다. 이 분석을 통해 조인트 종류와 위치를 수정해서 의도한 자유도를 맞추는 과정을 반복했습니다. 설계 단계에서 자유도를 먼저 확인하지 않으면 제작 후에 동작하지 않는 문제가 생긴다는 것을 경험으로 배웠습니다.
자유도 계산이 동작 가능성을 결정합니다. 이론 검증이 제작 오류를 줄입니다. 기구학 분석이 설계 시작점입니다.
답변에서 흔히 빠지는 것들 — 빠져 있으면 꼬리질문이 깊어집니다.
이 질문에 이어 LG CNS 기계설계 면접관이 던질 가능성이 높은 후속 질문.
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