成果報告書詳細
管理番号20090000000352
タイトル平成19年度-平成20年度成果報告書 アスベスト含有建材等安全回収・処理等技術開発 高性能アスベスト剥離・回収・梱包クローズ型処理ロボットの開発
公開日2009/9/3
報告書年度2007 - 2008
委託先名株式会社竹中工務店
プロジェクト番号P07025
部署名環境技術開発部
和文要約鉄骨等に吹付けられた湿式アスベストを安全に効率よく除去するため、自走式昇降台車に搭載した7自由度マニピュレータ、マニピュレータを囲う部分チャンバ、剥離装置および剥離物を吸引して圧縮・梱包する回収・梱包システム等から構成されるクローズ型剥離処理システムを開発し、開発にあたり設定した以下の目標値を達成した。 (a)単位時間あたりの作業面積が従来の人手による作業の4倍以上の作業効率 (b)自動、手動による剥離作業後の剥離残しが剥離対象面積の5%以内 (c)部分チャンバ外の環境がファイバ本数0.1本/cm3以下 (d)剥離したアスベストの体積を1/3以下に減容化  1) 剥離ロボットの開発:自走式昇降台車に搭載した7自由度マニピュレータにより高さ5.5mまでの剥離作業に対応でき、マニピュレータシミュレーションソフトを利用したオフラインティーチングによる自動操作と、ジョイスティックによる手動操作を行える遠隔操作システムおよび鉄骨のジョイント部や鉄骨を貫通するダクト等の障害物の自動回避機能を開発した。遠隔操作における作業確認のために剥離ロボットにカメラを搭載した。 2) 剥離装置の開発:各種工具による剥離実験を行って粗剥離から仕上げまで工具交換なしで剥離可能な回転研削型の剥離工具を選定し、剥離粉砕したパウダー状のアスベストを後述するバキューム吸引するための集塵カバーを取り付けた剥離装置を開発した。また、自走式昇降台車上に設置した大型モータからフレキシブルシャフトにより回転ワイヤブラシを駆動する駆動装置を開発し、剥離装置の剥離速度、剥離厚さ等の性能向上と小型・軽量化を図った。 3) 回収・梱包装置の開発:剥離粉砕したパウダー状のアスベストを集塵カバーからバキューム吸引し、粉塵を飛散させることなく分離して梱包するために、吸引・分離・梱包の各機能に対する装置の仕様検討を行うとともに装置を試作して性能比較実験等を実施し、自動で連続運転可能なクローズ型の回収・梱包装置を開発した。 4) 剥離実証実験:アスベスト代替のロックウールを吹付けた実大規模の鉄骨梁モックアップを屋内実験場に設置し、試作したクローズ型処理ロボットシステムによる剥離実証実験を実施して、パソコンによる遠隔自動操作で湿式吹付けロックウールの剥離から吸引・分離・梱包までの一連の除去作業を、粉塵を発生させることなく連続的に行えることを確認した。 5) ビジネスモデルの策定:アスベスト除去現場の調査を行ってシミュレーションのためのモデル現場を設定し、剥離実証実験結果に基づいた作業フローおよびロボットと人手の最適な作業分担等を設定してシミュレーションを行い、本開発システムを適用した場合のコスト、工期および作業員削減による安全性向上等について検討した。また、ロボット販売・メンテナンス会社、リース会社、アスベスト除去工事会社等の協力を得て、ロボット適用による効率向上・コスト等の試算および事業化体制案の策定を行った。
英文要約To remove wet asbestos sprayed on steel beams safely and efficiently, a closed exfoliation processing system consisting of an exfoliation robot, exfoliation unit and collection/packing unit has been developed, and the following goals set during development were accomplished. (a) The exfoliation capability by the robot should be more than four times it by human. (b) Exfoliation residue after exfoliation work by the robot should be less than 5% of the exfoliation targeted area. (c) The number of the fiber in work place should be less than 0.1fiber/cm3. (d) Reducing volume of asbestos exfoliated to 1/3 or less. 1) Development of Exfoliation Robot: We have developed an exfoliation robot that is able to perform exfoliation work up to a height of 5.5m using a manipulator with 7 degrees of freedom installed on a mobile elevating work platform. It is able to perform automatic exfoliation by off-line teaching using manipulator simulation software. And a function to avoid automatically obstacles such as a duct or a joint of a steel beam has been developed. Confirmation of work is possible with images captured by a camera installed on the exfoliation robot. 2) Development of Exfoliation Unit: Through exfoliation experiments with various tools, we selected a rotatable wire-brush that can exfoliate from rough exfoliation to finish by itself, and developed exfoliation unit equipped with a dust collection cover for absorbing exfoliated asbestos. In addition, a driving unit, which drives a rotatable wire-brush via a flexible shaft with a large motor installed on the hoisting bogie, has been developed. 3) Development of Collection/Packing System: To aspirate exfoliated asbestos with a vacuum from the exfoliation unit without dust dispersion and to separate/compress/pack, a closed collection/packing system that operates continuously in auto mode has been developed. 4) Exfoliation Verification Test: After installing a steel beam actual-size mock-up for which rock wool was splayed as a substitute for asbestos, an exfoliation verification test was conducted with a closed processing robot in a trial. It was confirmed that the series of removal tasks starting from exfoliating wet-type sprayed rock wool until absorption/compression/packing was performed continuously without dust dispersion. 5) Formulation of Business Model: After setting out a model site, and after formulating work flow and work sharing between robot, the cost of applying the developed system, term of works, and safety improvement and due to the reduction of workers, were reviewed. In addition, efficiency improvements obtained using the robot, cost reduction trial estimation, and business plan were made with the cooperation of robot distribution/maintenance companies, leasing companies, and asbestos removing construction companies.
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