이 글의 목적은 산업용 로봇과 협동로봇에서 사용되는 EOAT(End Of Arm Tooling, 엔드이펙터)의 날카로운 모서리로 인한 협착·절상 사고를 예방하기 위해, 설계·설치·운영 단계별로 날카로움 리스크를 체계적으로 저감하는 실무 기준과 체크리스트를 정리하는 것이다.
1. EOAT 날카로움 리스크가 중요한 이유
EOAT는 로봇 팔 끝단에서 공정과 직접 접촉하는 부품으로, 그리퍼, 흡착 패드, 클램프, 커터, 디버링 공구, 용접 토치, 비전 카메라 브래킷 등 매우 다양한 형태로 존재한다. 이 부품들에 날카로운 모서리나 돌출부, 버(burr)가 남아 있는 경우, 작업자가 근접 또는 협동 작업 중에 다음과 같은 사고가 발생할 수 있다.
- 손가락·손등·팔의 찰과상, 절상, 관통상
- 전신 충돌 시 국부 압력 상승으로 인한 골절·타박상
- 의복·장갑 걸림으로 인한 끌려들어감, 2차 끼임사고
특히 협동로봇이나 사람 출입이 허용된 자동화 셀에서는 로봇 자체의 속도·힘이 제한되더라도, EOAT 끝단이 예리하면 접촉 면적이 매우 작아져 인체에 가해지는 압력이 기준값을 크게 초과하기 쉽다. 이 때문에 국제·국내 안전 표준에서는 “접촉이 예상되는 표면에서 날카로운 모서리와 돌출부를 제거하거나 적절히 커버할 것”을 기본 원칙으로 요구하고 있다.
2. EOAT 날카로운 모서리에 대한 안전 규정 개요
EOAT 날카로움 관리는 개별 법 조항에 명시되지 않더라도 다음과 같은 안전 원칙에서 직접적으로 요구되는 사항이다.
- 기계 설비의 예리한 모서리, 돌출부, 버를 제거하거나 덮어 인체 상해를 방지해야 한다.
- 협동로봇·로봇 시스템 설계 시 인체와 접촉 가능 영역은 날카로운/뾰족한 형상을 피해야 한다.
- 사람이 접근 가능한 공간 내 EOAT는 충돌 시 벽이나 평판에 부딪힌 것과 동등한 수준 이하의 상해를 유발하도록 설계해야 한다.
실무자는 다음과 같이 이해하는 것이 좋다.
- 로봇 팔 본체의 형상 안전 설계 기준이 EOAT에도 동일하게 적용된다고 보아야 한다.
- 협동 작업 구간에서 EOAT는 “둥글고, 매끄럽고, 잡아도 다치지 않는 형상”을 목표로 설계해야 한다.
- 예외적으로 칼날, 커터, 드릴 등 예리한 공구가 필요한 공정에서는 “사람과 시간·공간적으로 분리된 운전” 또는 “추가 방호장치”가 반드시 동반되어야 한다.
3. EOAT 날카로움 위험요인 분석
3.1 기하학적 날카로움 요소
EOAT에서 자주 발견되는 날카로운 요소는 다음과 같다.
- 레이저·프레임 구조의 90° 외곽 모서리
- 플레이트 가공 후 디버링 미흡으로 남은 버와 모서리 칩
- 조정용 슬롯, 장공 주변의 예리한 가장자리
- 볼트·나사 돌출부, 스프링 핀 등 소형 부품의 뾰족 단부
- 흡착 패드 주변 금속 링, 센서 브래킷 모서리
이러한 요소는 손으로 가볍게 스치기만 해도 피부 손상을 유발할 수 있으며, 로봇 충돌 시 인체와 EOAT가 상대운동을 하면서 국부적으로 매우 높은 압력을 만들어낸다. 특히 손목·손등·팔꿈치와 같이 뼈가 피부 바로 아래에 위치한 부위에서 상해 위험이 크다.
3.2 공정 특성과 날카로움 결합 위험
EOAT가 수행하는 공정 특성에 따라 날카로움 리스크는 다음과 같이 증가한다.
- 절단·트리밍·디버링 공정 EOAT는 기본적으로 예리한 날을 포함하므로, 협동 모드 대신 전통적인 방호 울타리·인터록 방식이 요구되는 경우가 많다.
- 리프팅·핸들링 공정 EOAT라도 제품 모서리를 고정하기 위해 강한 클램프 혹은 이빨 형상의 지그를 사용하는 경우, 그 자체가 날카로운 접촉부가 된다.
- 비전·검사용 EOAT는 카메라 프레임, 조명 브래킷 등에 날카로운 판재 구조가 반복적으로 설치되는 경향이 있다.
따라서 EOAT 날카로움 평가 시에는 형상만 보는 것이 아니라 “그 공정에서 사람과 어느 거리, 어느 속도, 어느 방향으로 마주칠 수 있는지”를 함께 고려해야 한다.
3.3 협동로봇과 전통 로봇에서의 차이
전통 로봇 셀은 펜스·안전도어·라이트커튼 등으로 작업자와 물리적으로 분리하는 경우가 많다. 이 경우 EOAT 날카로움은 주로 유지보수·티칭 시에만 문제가 된다. 그러나 협동로봇 셀에서는 생산 운전 중에도 작업자가 로봇 주변에 상시 출입하므로, EOAT 날카로운 모서리는 상시 위험원이 된다.
- 전통 로봇: “정지된 상태에서의 날카로운 모서리”, “비계획 접촉(사람이 셀 안으로 들어온 경우)” 위주로 관리한다.
- 협동 로봇: “운전 중 기계적 접촉 시의 힘·압력 + 날카로운 형상”을 동시에 고려해야 한다.
주의 : 협동로봇에서 속도·힘 제한 기능을 충실히 설정하더라도 EOAT 끝단이 예리하면 인체 접촉 압력이 기준값을 초과하여 안전 요구사항을 만족하지 못할 수 있다. 협동 기능 설정보다 우선하여 EOAT 날카로움 자체를 줄이는 것이 기본이다.
4. 설계 단계에서 EOAT 날카로움 저감 전략
4.1 모서리 라운딩 및 형상 최적화
EOAT 설계에서 가장 기본적인 날카로움 저감 방법은 모서리를 둥글게(R 처리) 하는 것이다. 실무에서는 다음과 같은 기준을 권장한다.
- 사람이 손으로 잡거나 스칠 수 있는 모든 모서리는 최소 R 2 mm 이상으로 라운딩한다.
- 협동 작업 구역, 특히 몸통·팔·어깨 접촉 가능 영역의 주요 돌출부는 R 3~5 mm 이상을 목표로 한다.
- 평판이 날카롭게 튀어나온 설계 대신, 곡면 커버나 모따기(챔퍼)를 사용해 충돌 시 접촉 면적을 넓힌다.
- 축 방향으로 길게 돌출된 막대·핀은 보호캡을 씌우거나, 최대한 짧게 설계하여 찌름 위험을 줄인다.
3D 설계 단계에서 인체모형(Manikin) 또는 최소 접근거리 모델을 함께 배치하여, 작업자가 EOAT 주변을 오갈 때 어떤 부위가 어느 각도에서 마주치는지 시뮬레이션하는 것이 유용하다.
4.2 커버링·가드 적용
형상 변경만으로 날카로움을 모두 제거하기 어려운 경우, 커버나 가드를 추가하는 방식을 사용한다.
- 플라스틱, 고무, 폼 소재를 사용해 날카로운 모서리·돌출부를 감싸는 커버를 설계한다.
- 교체가 잦은 공정에서는 커버가 공구 교환을 방해하지 않도록 슬라이딩·힌지 구조로 만든다.
- 부품이 파손될 경우 날카로운 파편이 외부로 튀어나오지 않도록 가드를 설치한다.
- 접촉 가능 영역만 부분적으로 덮어 EOAT 전체 중량·관성 증가를 최소화한다.
주의 : 임시조치로 날카로운 EOAT를 테이프, 천, 종이로 감싸는 것은 권장되지 않는다. 시간이 지나면 풀리거나 찢어져 오히려 새로운 걸림·협착 위험을 만들 수 있다. 반드시 설계 변경 또는 전용 커버·가드로 개선해야 한다.
4.3 재질·표면 마감 관리
날카로움은 재질과 표면 마감 상태에도 크게 영향을 받는다.
- 고경도 금속은 동일한 형상에서도 상해 정도가 크므로, 가능하면 접촉 구간에 플라스틱·고무 인서트를 적용한다.
- 절단·가공 후에는 연마, 디버링, 샌딩, 블라스팅 등을 통해 버를 제거하고, 표면 거칠기(Ra)를 낮춘다.
- 레이저 절단 부품은 절단면 전 구간을 100% 디버링 대상으로 관리한다.
- 3D 프린팅 부품은 레이어 계단면이 날카롭게 남지 않도록 후처리(사포, 코팅)를 적용한다.
4.4 EOAT 길이·돌출 제한 및 레이아웃 설계
날카로움 자체뿐 아니라 “날카로운 부분이 얼마나 멀리, 어떤 방향으로 나와 있는가”도 리스크에 큰 영향을 준다.
- 가능하면 로봇 플랜지에서 EOAT 끝단까지의 길이를 최소화하여 운동 에너지와 충돌 모멘트를 줄인다.
- 날카로운 요소(예: 고정용 플레이트 모서리)는 로봇 진행 방향이 아니라 측면·상부 등 사람이 덜 접근하는 방향으로 배치한다.
- 볼트·나사 머리는 가능한 한 내측으로 향하게 하고, 외측에는 둥근 캡이나 돔형 볼트를 사용한다.
5. 설치·운영 단계의 날카로움 리스크 저감
5.1 속도·분리감지와 EOAT 형상의 연계
협동로봇의 속도·힘 제한, 안전 스캐너·라이트커튼·안전매트 등 분리감지 기능을 설정할 때 EOAT 형상을 반드시 함께 고려해야 한다.
- 날카로운 EOAT를 사용할 수밖에 없는 공정이라면, 해당 구간에서는 협동 모드가 아니라 안전 펜스·게이트로 완전 분리를 우선 검토해야 한다.
- 협동 구간에서 사용되는 EOAT는 “둥근 형상 + 속도 제한 + 힘/압력 검증”이 함께 유지되도록 설계한다.
- 안전 스캐너 보호영역 설정 시 EOAT 최대 작업 공간(툴 길이 포함)을 기준으로 안전거리 계산을 수행한다.
5.2 티칭·시험운전 시 날카로운 모서리 관리
티칭 패널을 들고 로봇을 수동 조작하는 과정에서도 EOAT 날카로움은 중요한 위험요인이다.
- 티칭 모드는 저속·저토크 조건에서만 허용하며, 작업자는 항상 EOAT와 인체 사이에 충분한 회피 공간을 확보해야 한다.
- 새 EOAT를 장착한 후 첫 시험운전 시에는 작업자를 로봇 셀 외부로 빼고, 초기 경로를 저속·단계별로 검증한다.
- 티칭 중 EOAT와 주변 설비 간 간섭이 발생하면, 형상 변경 또는 경로 수정으로 재발을 방지한다.
5.3 점검·정비 작업에서의 Lockout/Tagout
EOAT 교체, 공구 날 교환, 센서 조정 등 정비 작업 시에는 다음과 같이 에너지 차단 절차를 적용해야 한다.
- 로봇 전원·에어·유압 등 모든 구동 에너지를 차단하고 잔류 압력을 방출한 후 EOAT를 작업한다.
- 정비 중에는 티칭 패널도 잠금 상태로 두어 제3자의 오조작을 방지한다.
- 정비 완료 후에는 EOAT 날카로운 부분이 새로 생기지 않았는지, 커버·가드가 확실히 재장착되었는지 시각·촉각으로 검증한다.
주의 : EOAT에 작업자가 손을 댄 상태에서 로봇이 움직일 수 있는 조건을 남겨두면, 예리한 모서리와의 협착 사고 위험이 크게 증가한다. 정비 작업 시에는 반드시 에너지 차단·잠금 절차를 적용해야 한다.
6. EOAT 날카로운 모서리 점검 체크리스트
아래 표는 EOAT 날카로움 리스크를 관리하기 위한 기본 점검 항목 예시이다. 사업장 상황에 맞게 항목과 빈도를 조정하여 자체 점검표로 운용하는 것이 좋다.
| 점검 항목 | 점검 방법 | 판정 기준 | 점검 주기 | 책임 부서 |
|---|---|---|---|---|
| EOAT 외곽 모서리 라운딩 상태 | 육안·손끝으로 모서리 감촉 확인 | 손으로 쓸어도 걸리거나 베이는 느낌이 없어야 한다. | 정기(월 1회), 변경 시 수시 | 설비기술팀 |
| 버·날카로운 칩 잔류 여부 | 주요 접촉 영역 확대경·손 촉감 점검 | 버·날카로운 칩이 발견되지 않아야 한다. | 정기(분기 1회), EOAT 제작·수리 후 | EOAT 제작 담당 |
| 볼트·핀 등 돌출 부품 상태 | 돌출 길이·방향 확인 | 사람 쪽으로 뾰족하게 돌출된 부품이 없고, 보호캡이 장착되어야 한다. | 정기(월 1회) | 유지보수팀 |
| 커버·가드 체결 상태 | 손으로 흔들어 유격·풀림 여부 확인 | 풀림·깨짐·손상 없고, 손으로 쉽게 빠지지 않아야 한다. | 매일 교대 전 점검 | 라인 현장관리자 |
| 협동 구역 내 EOAT 형상 적합성 | 위험성 평가표와 실제 형상 비교 | 위험성 평가에서 승인된 형상과 일치해야 한다. | 연 1회 이상 위험성 재평가 시 | 안전보건팀 |
6.1 체크리스트 문서화 예시
내부 규정·점검표를 전산으로 관리하는 경우, 다음과 같이 항목을 구조화하여 등록할 수 있다.
EOAT_Sharpness_Checklist: - id: E01 name: "EOAT 외곽 모서리 라운딩" method: "시각 및 손 촉감 검사" criteria: "예리한 감촉, 베임 우려 없음" frequency: "월 1회 및 변경 시" owner: "설비기술팀" - id: E02 name: "버 및 칩 잔류 여부" method: "확대경 및 손 촉감 검사" criteria: "버 및 날카로운 칩 없음" frequency: "분기 1회 및 제작/수리 후" owner: "EOAT 제작 담당" - id: E03 name: "커버 및 가드 체결 상태" method: "손으로 흔들어 풀림 여부 확인" criteria: "풀림·손상 없음" frequency: "매일 교대 전" owner: "라인 관리자"7. 협동로봇 EOAT를 위한 추가 고려사항
7.1 인체 접촉 힘·압력 제한과 날카로운 형상
협동로봇 안전 기준에서는 인체 각 부위별 허용 힘·압력 한계를 제시하고 있으며, 이 값은 접촉 면적과 충돌 형태(정적/동적)에 따라 달라진다. EOAT가 날카로울수록 접촉 면적이 작아져 동일한 힘에서도 허용 압력을 초과하기 쉬우므로, 다음과 같은 설계 원칙을 적용해야 한다.
- 협동 모드에서 사람과 접촉 가능성이 있는 표면은 가능한 넓고 평평하거나 완만한 곡면이 되도록 한다.
- 끝단이 점 또는 날 형태가 되는 구조는 협동 작업 구역에서 사용하지 않는다.
- 헤드·목 등 민감 부위에 접촉 가능성이 있는 높이에서는 EOAT의 돌출부를 제거하거나, 물리적으로 접근이 불가능하도록 가드·센서를 설계한다.
7.2 접촉 구역 분류와 EOAT 형상 매칭
협동로봇 위험성 평가에서는 일반적으로 다음과 같이 접촉 구역을 나누어 검토한다.
- 상지(손·팔), 하지(다리·발)
- 몸통(가슴·복부·등)
- 머리·목·얼굴
EOAT 설계 시에는 “어느 구역과 접촉할 수 있는지”를 먼저 정의하고, 민감도가 높은 부위일수록 더 엄격한 형상·속도·힘 제한을 적용해야 한다.
8. EOAT 날카로움 저감 사례 해설
8.1 박스 핸들링 EOAT 라운딩 적용 사례
기존 박스 핸들링 라인의 EOAT는 사각 플레이트와 L자 브래킷으로 구성되어, 플레이트 모서리가 그대로 노출되어 있었다. 작업자가 박스를 정리하는 과정에서 로봇과 근접할 때, EOAT 모서리에 손등이 스치며 반복적인 찰과상 사고가 발생하였다.
개선 조치는 다음과 같이 수행하였다.
- 플레이트 외곽에 R 3 mm 라운딩을 적용한 신규 부품으로 교체하였다.
- L자 브래킷 모서리는 폴리카보네이트 커버로 감싸고, 커버 끝단도 R 처리하였다.
- 개선 후 위험성 평가를 다시 수행하여 잔여 리스크가 허용 가능한 수준으로 낮아졌음을 확인하였다.
결과적으로 사고·아차사고가 사라졌고, 작업자 불만과 보호구(장갑) 소모량도 감소하였다.
8.2 비전검사 EOAT 브래킷 재설계 사례
비전검사 EOAT에서는 카메라와 조명이 장착된 얇은 금속 브래킷이 문제였다. 브래킷 모서리가 날카로운 데다 로봇이 상부에서 하부로 내려오며 검사하는 구조라, 작업자가 셀 안에서 제품을 정리하다가 머리나 어깨를 부딪힐 수 있는 위험이 있었다.
개선 방향은 다음과 같다.
- 브래킷을 두꺼운 곡면 알루미늄 프로파일로 변경하여 날카로운 판재 형상을 제거하였다.
- 카메라·조명 배선을 브래킷 외부가 아닌 내부 채널로 통과시키도록 설계하여, 케이블 타이에 의한 걸림·긁힘을 방지하였다.
- 로봇 동선 상 인체와 접촉 가능성이 높은 높이에서는 EOAT가 지나가지 않도록 경로를 수정하였다.
8.3 디버링·절단 EOAT의 운전 모드 분리 사례
디버링 공정은 공구 특성상 날카로운 날을 포함하므로 협동 모드로 운용하는 것이 부적절한 경우가 많다. 한 사업장에서는 협동로봇이 디버링 작업까지 수행하도록 계획했으나, 위험성 평가 결과 EOAT 날카로운 날과 인체 접촉 가능성을 허용 범위 내로 낮추기 어려워 다음과 같이 방식을 변경하였다.
- 디버링 공정은 펜스·인터록 도어로 둘러싸인 전용 셀에서 무인 운전으로만 수행하도록 변경하였다.
- 협동로봇은 디버링 전후의 로딩·언로딩, 검사, 핸들링 작업만 담당하도록 역할을 분리하였다.
- EOAT도 협동 구간용(라운딩·커버 적용)과 디버링 셀용(절삭 공구 포함)을 완전히 분리하여, 잘못된 EOAT가 협동 구역에 사용되지 않도록 관리하였다.
이와 같이 공정·공구 특성을 고려해 운전 모드와 EOAT를 분리하면, 생산성과 안전성을 동시에 확보할 수 있다.
FAQ
Q1. 협동로봇 EOAT는 모두 둥글게 만들어야 하나?
협동 작업 구역에서 작업자와 접촉 가능성이 있는 EOAT 표면은 가능한 한 둥글고 매끄럽게 설계하는 것이 원칙이다. 반드시 완전한 구형일 필요는 없지만, 손으로 쓸었을 때 걸리거나 베일 우려가 없어야 한다. 반대로 펜스 안에서 사람 출입이 통제된 구역에서만 사용하는 EOAT는 날카로움이 상대적으로 덜 중요하지만, 유지보수·티칭 중 접촉 위험이 있으므로 동일하게 라운딩·디버링을 적용하는 것이 권장된다.
Q2. 칼날·커터가 포함된 EOAT는 협동로봇에서 사용할 수 없나?
칼날·커터·드릴 등 예리한 공구를 포함한 EOAT는 원칙적으로 사람과 동시에 같은 공간에서 사용하는 협동 모드와 맞지 않는다. 필요하다면 다음과 같은 추가 조건이 충족되어야 한다.
- 칼날이 노출되지 않도록 자동 커버·실드가 적용되고, 협동 모드에서는 칼날이 접히거나 가려진 상태로만 동작하도록 제어해야 한다.
- 예리한 공구가 동작하는 구간에서는 사람 출입을 차단하는 별도 가드나 스캐너 제어가 필요하다.
이러한 추가 안전 조치를 구현하기 어렵다면, 해당 공정은 전통적인 로봇 셀로 분리하여 운용하는 것이 안전하다.
Q3. EOAT 모서리 라운딩 기준을 숫자로 어떻게 정하면 좋나?
각 표준·가이드에서 제시하는 수치는 조금씩 다르지만, 실무에서는 다음과 같은 보수적인 기준을 많이 사용한다.
- 일반 작업자 손·팔 접촉 가능 영역: 최소 R 2 mm 이상
- 협동로봇 인접 작업 영역, 특히 몸통·어깨 높이: R 3~5 mm 이상
정확한 값은 사업장 위험성 평가, 로봇 속도·질량, EOAT 형상, 작업자 인체 치수 등을 고려해 결정해야 한다. 중요한 것은 “실제 접촉 시험을 통해 손·팔로 여러 방향에서 문질러 보고, 상해 우려가 없는지”를 현장에서 확인하는 절차를 갖추는 것이다.
Q4. 기존 EOAT를 전면 교체하지 않고 날카로움 리스크를 줄일 수 있는 방법이 있나?
전면 재설계가 어렵다면 우선 다음과 같은 저비용 개선을 순차적으로 적용할 수 있다.
- 가장 위험한 모서리부터 우선순위를 정해 디버링·라운딩 작업을 실시한다.
- 손·얼굴 높이에서 사람과 마주칠 수 있는 돌출부에 플라스틱·고무 보호캡을 적용한다.
- 임시 테이핑 대신, 시중 플라스틱·고무 프로파일(모서리 보호재)을 선정해 반영구적으로 부착한다.
- 협동 작업 구역에서 EOAT가 지나가는 동선을 재조정하여, 사람이 상주하는 위치로부터 최대한 떨어지도록 배치한다.
단, 이러한 개선 후에는 반드시 위험성 평가를 다시 수행하여 잔여 리스크가 허용 가능한 수준인지 확인해야 한다.