半乾式耐火被覆吹付ロボットの性能を検証

清水建設（株）＜社長 井上和幸＞は、耐火被覆吹付作業の効率化及び作業環境の改善を目的に、6軸のロボットアームを駆使して被覆材を万遍なく吹き付ける半乾式耐火覆吹付ロボット「Robo-Spray」を開発、当社が港区で施工中の虎ノ門・麻布台再開発プロジェクトのA街区タワーにおいてプロトタイプの施工性能を確認しました。

半乾式耐火被覆の吹き付けを行う作業員・吹付工は、被覆材を遮る防護服や防塵メガネ・マスクを着用するので、夏場は過酷な環境下での苦渋作業になります。また、生産性については、被覆材の供給、吹付、補助を行う3人の作業員を要するものの、一日の出来高は2時間耐火45mm厚で100m²(33m²・人日)程度に留まることから、建設各社は耐火被覆吹付ロボットの開発に取り組んでいます。

Robo-Sprayの特徴は、6軸のロボットアームが被覆材の吹付ノズルを自在に操りながら、梁の両脇、梁下に耐火被覆を吹き付けることです。このロボットは、アーム部、アーム部の高さを調整するリフター、リフターを搭載した台車から構成され、プロトタイプは台車の移動を手動にしています。

使用時には、作業員が最初にロボットを所定の位置に移動した後、タッチパネルから鉄骨梁の断面形状、梁天端の高さ、吹付範囲、吹付ノズルの作動速度、吹付角度などを設定し、スタートボタンを押します。すると、ロボットアームがノズルの角度や鉄骨梁との相対位置、作動速度を適切に保ちながら吹き付け作業を進めます。吹付ピッチは4～7cmで、吹付厚はノズルの作動速度や吹付ピッチで調整、台車を一度移動すると梁幅2.5mに対応可能です。なお、鉄骨梁には設備配管用の貫通孔が設けられますが、タッチパネルから径や位置情報を入力することで、貫通孔を回避した吹付が可能です。

虎ノ門・麻布台再開発プロジェクトA街区では、Robo-Sprayにより43階、46階、49階の梁の一部、計434m²に被覆材を吹き付けました。施工データを分析した結果、所定の施工品質を確保したうえで、従来の3名体制で確実に2台のロボットを操作できること、これにより1日の出来高が約130m²となり生産性が約30％向上することを確認できました。

当社は今後、Robo-Sprayの台車に電動走行機能を付加し、生産性を一層向上させる予定です。また、引続き反復・苦渋作業を代替する建設ロボットの開発に取り組むとともに、工事現場へのロボット導入を進め、省人化や現場の環境改善を図る考えです。