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溶接接合業界ニュース

開発進む現場溶接ロボ、建設業の人材不足背景に

 建設業では現場技能者の減少と人材確保が課題となっている。他の産業と比較しても建設業の人材不足は顕著だ。今後も技能者の高齢化は一層進み、熟練技能者の不足は避けられない。ゼネコン各社は建設現場での溶接技能者不足に対応するため、溶接工程の自動化・ロボット化を進める。溶接品質など技術的な課題をクリアしつつあり、今後はロボットの仕様の統一や現場オペレータの育成が普及のカギとなる。
 溶接ロボットと言えば、多関節型のアームを搭載したロボットをイメージするが、ゼネコン各社の開発の主流は、市販の小型可搬型溶接ロボットの適用となっており、大林組、大成建設、竹中工務店などが開発を進めている。建設現場では複数の柱を溶接するため、設置や移動のしやすさを重視することがその要因だ。竹中工務店は、こうした小型可搬型ロボットを用いた、溶接組立箱形断面柱(ボックス柱)の全周溶接技術を開発した。従来のボックス柱のロボット溶接は、柱の角部の溶接をロボット同士で取り合うため、角部分は熟練溶接士が継目の状態を確認しながら溶接を行っていた。
 新工法は柱の角に仕切りのバックアップ材を設置。先行溶接部と角部の溶接を明確にすることで、角部を含めた柱すべての溶接をロボットで行うことを可能とした。「エックス線、マクロ試験の結果ともに、直行した溶接同士が溶込んでいることを確認」(竹中工務店)しており、今後の本格適用に向けた開発を進める。これらの小型可搬型溶接ロボットには「石松」(コベルコロボティクス)が多く採用されている。
 一方、鹿島建設や清水建設は、多関節型(マニピュレータ型)の現場溶接ロボットを開発し、一部の工事に適用をはじめている。
 鹿島は、今年に入り都内で建設中のビルのボックス柱を対象に多関節溶接ロボットを同社としてははじめて適用した。
 柱を取り囲むレール上に、センシング用と溶接用の2台のロボットを配置。2台のロボットが協調しながら、1本の柱に対して4回に分けて溶接を行う。溶接部の開先形状の変化に応じた層数やパス数、溶接速度などを自動算出する。「現在溶接条件を自動補正する開先形状センサも開発中」(鹿島建設)。現地作業は鹿島のグループ企業が担当。オペレータの訓練と育成も行っていく。
 また清水建設はコラム柱を走行台車上にセットした2台の多関節ロボットで溶接する「ロボウエルダー」を開発し、適用試験を行っている。レーザセンサで開先形状を認識し、溶接条件をリアルタイムで制御をしながら6軸多関節ロボットで溶接を行うのが特徴。
 同社は建設現場でのロボット適用を「シミズ・スマート・サイト」と位置づける。搬送ロボットや天井パネル据え付けなどの多能工ロボットの開発も同時に行い、建設現場作業のロボット化を進めていく方針。
◇ゼネコン連携が鍵
 建設現場は一般的にゼネコンの指揮下のもとに、多くの協力業者が工程ごとに分担して作業にあたる。そのためロボットオペレーターの指導と育成と同時に、現場での設置や管理の負担をいかに軽減させるかが普及の鍵となる。ロボット開発に協力した大手鉄骨ファブ担当者は「ティーチングを含めた現地でのセッティングにかなり時間がかかった。不具合時の手直しなど熟練の溶接技能者の存在は必要」と課題も語る。
 またゼネコン各社がそれぞれ違ったロボットを使うことでオペレータ教育の手間がかかるのも課題。ロボット開発と製造のコストメリットの点からも、仕様の共通化が求められる。
 このような背景のもと大手ゼネコンの連携もはじまっている。鹿島と竹中工務店は今年1月、ロボット施工とIoT分野における技術連携の基本合意書を締結した。両社は「建設RX(ロボティクストランスフォーメーション)」チームを設立。それぞれが開発済みのロボット、IoT技術を相互利用することで建設業界全体への取り組みを加速させる。
 両社は「ロボットの普及により生産台数が増加し、ロボット本体価格の低下につなげる。協力会社が操作方法を習得するロボットの数が減るため、生産性の向上につながる」とその効果を見据える。
 各産業において人材の取り合いといえる状況が続く中、建設業にでは休日の少なさなどから若者の入職者が敬遠される傾向にある。今回のコロナ禍の中、建設現場の省人化ニーズも高まりを見せており、今後の現場向け溶接ロボットの普及が期待される。


提供元:産報出版株式会社

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