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» 2019年07月01日 07時00分 公開

ロボット:大林組が耐火被覆吹付けロボットを開発、BIMモデルで作業指示し長時間施工も自動化

大林組は、吹付け作業を自動で行う耐火被覆吹付けロボットを開発し、2020年度に建築現場への適用を目指す。従来工法では、吹付け・コテ押さえ・材料投入のそれぞれの建設技能者3人を1班として作業を行っていたが、ロボットを導入することで、吹付けを担当する建設技能者1人を削減でき、省人化につながる。

[石原忍,BUILT]

 大林組は、耐火被覆の吹付け作業を自動化する「耐火被覆吹付けロボット」を開発した。既に大阪府内の工事現場で実証実験を行い、大梁(はり)2本、小梁2本を建設技能者と同等の品質で施工したという。

BIMモデルをベースに作業指示を自動化、長時間の連続施工にも対応

 耐火被覆吹付けロボットは、耐火被覆工事における建設技能者不足の解消を目的に開発された。耐火被覆工事で主に採用される半乾式吹付けロックウール工法(耐火被覆工事)では、ロックウールが大量に飛散するため、夏場でも防護服を着用する必要があり、大きな負担をとなることが建設技能者不足の要因となっていた。

 こうした課題を解消すべく開発された新型ロボットは、階高5メートル、梁せい1.5メートルまでの梁部材の吹付けに対応し、吹付け対象がH形の鉄骨梁であっても、下フランジ・ウェブ・上フランジの全ての部位に自動で吹付けられる。また、柱の場合は、床面から1.5メートル以上の範囲であれば吹付け可能だ。

耐火被覆吹付けロボット 提供:大林組

 機器の構成は走行装置、昇降装置、横行装置、産業用ロボットアームから成る。走行装置は、自動運転以外にリモコンでの遠隔操作にも応じ、2.5トン以上の工事用エレベーターに積載して他の階へ移動することもできる。

耐火被覆吹付けロボットの施工 提供:大林組
従来の工法 提供:大林組

 吹付け作業の指示は、BIMモデルを利用し、専用シミュレーターで作成した吹付け作業ファイルと平面図上の座標を基に、走行ルートを組み合わせ、作業データを登録するだけ。半日または1日単位の長時間に及ぶ作業でも、作業指示に従い移動と吹付けを繰り返して施工を完了させる。

 現状では、梁の吹付けは、建設技能者が高所作業車に乗って吹付け場所に移動し、作業台を上昇させて吹付け作業を行っている。そのため、1カ所の最大吹付け幅は、建設技能者が作業台上で手を伸ばせる2メートル程度の範囲に限定されてしまう。次の吹付け場所へは、安全上の理由から、作業台を最下部まで下げて、移動させた後に再度上昇させる必要がことから、時間がかかり、作業効率が悪かった。

 耐火被覆吹付けロボットは、横行装置で梁の材軸方向にロボットアームをスライドさせることで、1カ所の最大吹付け幅を建設技能者の約2倍の3.8メートルとした。鉄骨造建物で一般的な柱の間隔7.2メートルの場合、梁の表側と裏側を吹付けると従来工法では6〜8回の移動が必要だったところ、4回の移動で吹付けが完了する。

従来工法とロボットとの比較 提供:大林組
吹付け施工範囲の比較 提供:大林組

 また、専用の粉じん飛散防止ノズルは、吐出したロックウールをミスト状の水で包み込むことで飛散量を約7割削減。協働する建設技能者の作業環境を改善し、ロボットの安定的な稼働に寄与する。安全面でも、自動走行中や吹付け作業中に耐火被覆吹付けロボットの近傍に侵入した建設技能者や障害物を、複数のセンサーで認識し、自動的に減速して停止する機能を備えている。

粉じん飛散防止ノズル 提供:大林組

 大林組では、耐火被覆吹付けロボットを2020年度に建築現場への実適用を目指し、今後は、ロボットの高機能化を進め、より多くの現場に適用しやすい技術に改良していくとしている。

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