【大和ハウス工業】耐火被覆吹付作業のロボット開発で実用化に成功

吹付け作業の自動化で、生産性向上へ

耐火被覆材であるロックウールの吹付作業は建設業界において一般的だが、ロックウールは玄武岩、鉄炉スラグなどに石灰などを混合し、高温で溶解し生成される人造鉱物繊維であるため、飛散したロックウールが肌に触れるとチクチクする欠点がある。

そのため、作業中は防護服を着用する必要があるが、高温多湿の環境においては作業員が熱中症になることがあり、かねてよりこの吹付作業だけでも自動化できないかという声が上がっていた。

そこで、大和ハウス工業株式会社は2017年から「耐火被覆吹付ロボット」の開発に着手。2018年よりエス.ラボ株式会社とともに改良を重ね、2021年から実現場での試行が開始され、ロボットによる吹付作業の自動化により、生産性を30%向上するなど、一定の成果が得られた。

現在、ロボットの開発・改良を担当している同社総合技術研究所 建築技術研究部 施工生産研究グループの野村勇樹氏に、ロボットの現場への導入状況について話を聞いた。

耐火被覆吹付作業の職人がひっ迫

左から大和ハウス工業株式会社総合技術研究所 建築技術研究部 施工生産研究グループの野村勇樹氏と一緒に働いている同グループの南川達浩研究員

――吹付ロボットを開発していますが。

野村 勇樹氏（以下、野村）当社の現場監督へのヒアリング調査で、さまざまな建設工事の中でも耐火被覆吹付作業の職人の確保に苦労しているという結果が出ました。

加えて、耐火被覆材であるロックウールは繊維が肌に付着するとチクチクするため、作業に当たっては夏場でも防護服を着て作業する必要があり、熱中症のリスクもあります。

そこで、吹付作業をロボットに代替していくことで職人の負担を軽減することが、労働生産性の向上に繋がっていくと考え、2017年5月から鉄骨の耐火被覆吹付について自動化の開発に着手しました。

その後、2018年4月には産業用ロボットアームと走行台車、昇降台車を組み合わせた「耐火被覆吹付ロボット」として現場で実証実験を開始しました。そして、2021年1月から同ロボットの改良版を神奈川県内や東京都内の現場で実用化に向けた試行をしています。

「耐火被覆吹付ロボット」初号機

――ロボットの機能や構成を教えてください。

野村　ロボットは3つの機能から構成されています。具体的に、「メカナムホイール」を用いてロボット自体が全方向に移動できる機能、パンタグラフ式リフターで様々な天井高に対応できる昇降機能、細かい場所を吹き付けるのにロックウールの突出口の部分を調整するロボットアーム機能です。

2018年4月の「ダイワロイネットホテル東京有明」の建設現場での実証実験段階では、ロボットアームを縦向きに設置していましたが、今回は横向きに設置することで、柱の最下部などロボットでは吹付が困難とされていた部分にもロボットアームが届くよう改良し、吹付可能範囲を大幅に拡大させています。

さらに、実証実験では吹付高さは4mほどが限界でしたが、上昇用アクチュエータを縦に設置することで省スペース化と吹付可能高さ7mを実現しています。加えて、走行台車のタイヤの改善もはかり、建設現場の限られたスペースで使用することを考慮し、走行台車の車輪に全方向移動が可能なメカナムホイールを採用することで、縦・横・斜めなどの移動を可能にしました。