[2017/01/25]

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　鹿島（社長：押味至一）は、株式会社横河ブリッジ（千葉県船橋市、社長：名取暢）と共同で、建築工事において「汎用可搬型溶接ロボット」を有効に活用するための手法を開発、2現場の柱・梁鉄骨の溶接作業に適用し、良好な結果を得ました。これにより、現場溶接作業の合理化が実現し、熟練溶接技能工と同等の品質も確保できることから、近く予想される溶接技能工不足、および将来的な溶接技能工の高齢化に対する、極めて有効な解決策と位置付けています。
　また、今後建築工事において溶接ロボットによる施工を迅速に普及させるため、グループ会社である鹿島クレス株式会社（東京都港区、社長：柏倉正人）に溶接事業部を発足させ、同社の社員を溶接ロボットのオペレータとして育成する取り組みも同時に開始しました。これにより、鹿島グループ全体で溶接ロボットによる施工部分の性能を保証する体制も確立します。

開発の背景

　建物の骨組みとなる鉄骨の現場溶接作業を担う溶接技能工は、高度な技能が要求される職能ゆえに資格条件が厳しく、資格取得の機会も限定されていることから、現状その人数が限られています。これから首都圏にて施工が本格化する大型再開発工事などを控え、溶接技能工の不足が懸念されています。また、将来的には溶接技能工の高齢化が進み、後継者確保や技術の伝承も大きな課題となっています。
　そこで、溶接品質を確保しつつ、省力化、効率化も可能な対策として、溶接作業の自動化・ロボット化に着目、従来は造船業や橋梁工事に用いられていた「汎用可搬型溶接ロボット」を、建築特有のディテールをもつ鉄骨溶接に活用するための課題や問題点を抽出し、それらを基礎試験や実証試験を通して解決しながら、手法を開発していくこととしました。

開発の経緯

　建築現場においては数多くの柱・梁の溶接を決められた位置で行う必要があることから、比較的軽量で移動が容易な溶接機器が必要となります。この溶接機器の選定にあたっては、メーカー、ファブリケータへのヒアリングや視察、複数の汎用可搬型溶接機による基礎実験等を重ね、その使い勝手やハンドリングの良さから、多層盛溶接ロボット「石松」（MHIソリューションテクノロジーズ社製）を選定しました。
　また現場溶接で使用するためには、鉄骨の建方精度に伴い発生する溶接部のずれ・ねじれ・段差等への対応、コラム（角型鋼管）柱・BOX柱のコーナー部の処理など、現場溶接特有の課題や問題点への柔軟かつ適切な対応が求められますが、簡易試験体による要素試験、実施工を考慮した実物大試験体による実証試験を通じ、その解決方法を検討しました。さらに、コラム柱の横向き溶接や、梁鉄骨フランジの下向き溶接については、施工効率も考慮した溶接方法を検討するとともに、機器の配置など運用上の問題点についても検証を行いました。
　これらの検討や検証においては、共同開発者である横河ブリッジの溶接技術者、熟練溶接技能工から数々の技術指導や支援を受け、今回開発された手法は、プロフェッショナル達の知恵やノウハウが数多く詰め込まれたものとなっています。

現場への適用

　現場への適用にあたっては、事前に溶接オペレータの技量試験を実施するとともに、施主への説明、設計・監理者の承認、行政への手続き等を経て、これまで以下の2現場に溶接ロボットを適用しました。
　両現場とも、溶接終了後の外観検査、ならびに超音波探傷検査において、熟練溶接技能工と同等の良好な結果を示し、特に外観の品質は同等以上の良好な結果を確認しました。

■適用事例1：（仮称）三菱電機（株）名古屋製作所　第二ＦＡ開発センター新築工事

■適用事例2：（仮称）銀座朝日ビル建替計画新築工事

鹿島クレスでのオペレータ育成

　鹿島クレスに発足した溶接事業部では、ロボット溶接運用の要となるオペレータの育成を実施しています。育成対象者は鹿島技術研究所内に設けた訓練施設で約4ヵ月間の訓練を行い、JIS溶接資格の取得、ロボット溶接安全教育の受講、鹿島オペレータ技量試験への合格などのステップを経て、ロボット溶接オペレータとして上記現場の溶接施工にあたりました。また溶接ロボットの適用にかかわる問題点やその解決策など、訓練の記録を詳細に残しながら、実際の施工に向けた「ノウハウ集」としてまとめる作業も行いました。

今後の展開

　鹿島クレス溶接事業部は、今後も直傭の社員をオペレータへと育成する取り組みを継続的に進め、オペレータ数を確保するとともに、溶接ロボットの操作技量の安定化、品質の向上を図ります。
　鹿島は、近く予想される溶接技能工の不足、および将来的な溶接技能工の高齢化への対策の切り札として、溶接ロボットを活用した現場溶接のさらなる効率化を図り、全国の建築工事への幅広い普及・展開を進めてまいります。

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