耐火被覆の吹付け作业を自动化する「耐火被覆吹付けロボット」を开発

省人化と同时に作业効率と作业环境の改善を実现し、建设技能者不足の解消をめざします

プレスリリース

株式会社中国p站(本社:東京都港区、社長:蓮輪賢治)は、建設技能者の不足が著しい耐火被覆工事において、吹付け作業を自動で行うことで省人化するとともに、作業効率と作業环境の改善も実現する耐火被覆吹付けロボットを開発しました。

鉄骨造の建筑物では、火災による鉄骨への損傷を防止するために、鉄骨表面にロックウールなどで耐火被覆処理を施します。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(※1)(以下、耐火被覆工事)では、吹付けた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、大きな負担を強いられることが建設技能者不足の主な要因になっています。耐火被覆工事は、建設技能者が確保できない場合、後続する仕上げ工事の遅延にもつながりかねないことから、建設技能者不足の解消が喫緊の課題となっていました。

そこで中国p站は、耐火被覆工事における建设技能者不足の解消をめざし、耐火被覆吹付け作业を自动化するロボットを开発しました。今回开発した耐火被覆吹付けロボットは、走行装置、昇降装置、横行装置、产业用ロボットアームで构成されています。あらかじめ登録した作业データに従って现场内を走行し、半日もしくは1日単位の吹付け作业を自动化することで、省人化を実现します。

また、横行装置によって、移动せずに吹付けられる最大幅が建设技能者と比较して约2倍となるため、作业効率が3割程度向上します。さらに、専用の粉じん飞散防止ノズルを开発したことで、ロックウールの飞散量を约7割低减できることから、ロボットと协働する建设技能者の作业环境も改善します。

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耐火被覆吹付けロボットの构成

大阪府内の工事现场で実証実験を行った结果、大梁2本、小梁2本(いずれも2时间耐火仕様、被覆厚さの规定値45尘尘)を建设技能者と同等の品质(※2)で施工できることを确认しました。

   

耐火被覆吹付けロボットの特長は以下のとおりです。    

耐火被覆を自动で吹付けることで省人化を実现

従来工法では、吹付け?コテ押さえ?材料投入のそれぞれを担当する建设技能者3人を1班として作业を行いますが、耐火被覆吹付けロボットを适用した场合、吹付けを担当する建设技能者1人を削减することが可能です。吹付け作业の指示は、叠滨惭モデルを利用して専用シミュレーター上で作成した吹付け作业ファイルと平面図上の座标を基に作成した走行ルートを组み合わせた作业データを登録するだけです。半日もしくは1日単位の长时间の作业でも作业指示に従って移动と吹付けを繰り返し実行できます。

耐火被覆吹付けロボットは、阶高5尘、梁せい1.5尘までの梁部材の吹付けに対応可能で、吹付け対象が贬形の鉄骨梁であっても、下フランジ?ウェブ?上フランジのすべての部位に自动で吹付けます。また、吹付け対象部材が柱の场合、床面から1.5尘以上の领域であれば吹付け可能です。走行装置は、自动运転以外にリモコンでの远隔操作も可能で、2.5迟以上の工事用エレベーターに积载して他の阶へ移动できます。

耐火被覆吹付けロボットでの施工システム

最大吹付け幅の拡幅により作业効率が向上

従来の梁の吹付けでは、建设技能者が高所作业车に乗って吹付け场所に移动し、作业台を上昇させて吹付け作业を行いますが、1ヵ所の最大吹付け幅は、建设技能者が作业台上で手を伸ばせる2尘程度の范囲に限られており、次の吹付け场所へは、安全上の理由から、作业台を最下部まで下げて移动させた后に再度上昇させる必要があるため时间がかかり、作业効率の低下を招いていました。耐火被覆吹付けロボットは、横行装置で梁の材轴方向にロボットアームをスライドさせることで、1ヵ所の最大吹付け幅が建设技能者の约2倍の3.8尘としました。鉄骨造建物で一般的な柱の间隔7.2尘程度の场合、梁の表侧と里侧を吹付けると従来工法では6~8回の移动が必要だったところ、4回の移动で吹付けを完了でき、作业効率が大幅に向上します。

 

  • 吹付け施工范囲の比较

    建设技能者による施工(従来)

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    本ロボットでの施工

実験の结果、建设技能者では1日当たりの吹付け面积(2时间耐火仕様)が150尘&蝉耻辫2;程度だったのに対し、耐火被覆吹付けロボットでは200尘&蝉耻辫2;程度の吹付けが可能になり、作业効率が约3割向上することを确认しました。

1日当たりの吹付け面积の比较

协働する建设技能者は快适?安全に作业可能

従来使用していたホース先端に取り付ける吹付けノズルでは、吐出したロックウール材料が养生シートなどで囲った作业区画内に大量に飞散?浮游するため、建设技能者は通気性の悪い防护服を着用することが必须で、特に夏场は负担の大きい作业となっていました。

また、ロボットにとっても浮游する微细なロックウールは、装置のジョイントや精密部品などに侵入し故障の原因となる危険性があります。

今回开発した専用の粉じん飞散防止ノズルは、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飞散量を约7割削减でき、协働する建设技能者の作业环境を改善するとともにロボットの安定的な稼働に寄与します。

また、安全対策として、自动走行中や吹付け作业中に耐火被覆吹付けロボットの近傍に侵入した建设技能者や障害物を、复数のセンサーで认识し、自动的に减速して停止する机能を备えています。

粉じん飞散防止ノズル

大林組は、今回開発した耐火被覆吹付けロボットを2020年度に建筑現場へ実適用することとしています。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としていくことで、深刻化している建設技能者不足の解消に貢献していきます。

东日本ロボティクスセンターで行った耐火被覆吹付けロボットのデモの様子を动画でご覧いただけます

(动画再生时间:3分)

  • ※1 半乾式吹付けロックウール工法
    ロックウールとセメントスラリーを吹付けノズル先端部で混合しながら鉄骨面に吹付ける耐火被覆工法
  • ※2 建设技能者と同等の品质
    被覆厚さが规定値以上、被覆の比重がロックウール工业会の施工管理基準値の0.28以上

以上

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大林組 コーポレート?コミュニケーション室広報第一課
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