114

第4編研究委員会

4

ロボット溶接研究委員会

4.1 委員会設立経緯およびロボット溶接の浸透状況
1970 年代半ば，エレクトロニクスやメカトロ②

溶接ロボットの規格・基準の作成

ニクスの飛躍的な性能向上と価格低減に支えら③

溶接ロボットの調査と普及促進

れ，ロボットは急速に普及に向かった。アーク溶④

溶接ロボットに関する認定の検討

接においても「ロボット普及元年」と言われた

現在，ロボットの進化および，適用分野・市場

1980 年以降，1981 年に開催された国際ウエルディの拡大は目覚ましいものがあり，海外も含め，生ングショーや国際産業用ロボット展では多くの会

産性向上，人手不足の解消，さらには IoT や AI社がアーク溶接ロボットを出展した。そのようなの活用等の最先端技術を活用する重要な手段の一状況の中，1982 年，日本溶接協会では溶接ロボッつとしてより一層の注目を集めている。古くから

トの性能向上と普及促進，効率的な使用・指導な実用化が進んでいるアーク溶接ロボットおよびスどを目的としてロボット溶接研究委員会を設立しポット溶接ロボットにおいても，直近 10 年の世た。調査・研究テーマは下記のものとし，現在も界での年間導入台数は，2007 年の約 32 千台からそれを継承している。

2015 年には 56 千台と大幅に増加し，現在（2018①年），さらに増え続けているものと推測される。

溶接ロボットの適用拡大技術の研究

4.2 委員会の活動
4.2.1

委員会活動

ロボット溶接の適用は 1980 年代後半から，そ4.2.2

委員会加盟会社と歴代役員

表 4.1 は 2018 年度末現在の委員会加盟会社，

れまでの自動車や家電業界（薄板）主体から，建設機械，建築鉄骨，鉄道車両，橋梁，鉄塔，造船，重電機器などの中厚板で，かつ，大型構造物へ広がってきた。特に 1990 年代後半からこの分野での適用拡大は顕著になった。ロボット溶接研究委
員会では，これらの動向を踏まえながら，建築鉄骨等の中厚板を中心とした研究テーマの推進ならびに自動車分野での技術進展状況の共有・議論等

表 4.1

委員会加盟会社区分

会社名（五十音順）
川崎重工業㈱，㈱神戸製鋼所，コマツ産機㈱，㈱スノウチ，㈱ダイヘン，日鐵住金溶接工業㈱，A 会員
パナソニックスマートファクトリーソリュー
ションズ㈱，㈱安川電機
ジャパンマリンユナイテッド㈱，三菱重工業㈱，B 会員
宮地エンジニアリング㈱を，本委員会および各種プロジェクト活動にて推表 4.2

進している。本委員会は年 3 回開催し，重要議題

年度

委員長の審議，プロジェクト研究活動の報告，および，

2009

中山

2010

中込忠男

この 10 年間で計 41 件の技術講演と計 11 件の工場見学を行い，技術の共有と研鑽に努めてきた。

繁

歴代役員
副委員長
竹内直記
中込忠男
竹内直記
山根 敏

幹事長
山根敏

松本剛郎

4 .  ロボット溶接研究委員会

2011
2012
2013
2014
2015
2016
20172018

竹内直記
山根 敏

松本剛郎

松本剛郎
山根 敏

松村浩史

115の実施（2015 年〜 2016 年度）
鉄骨製作工場認定制度の各グレードを保有する
鉄骨製作業者 599 社へアンケートを送付し，回答

中込忠男

を得た 255 社のデータを分析し，2016 年「建築鉄骨溶接ロボットの利用状況の調査」をまとめた。
2018 年は鉄骨溶接ロボット施工時の溶接欠陥の発生原因と対策を検討することを目的として，溶接欠陥発生状況のデータ収集を行っている。

表 4.2 は 2009 〜 2018 年度の歴代委員長，副委員長，幹事長である。

4.2.3

プロジェクト活動

2009 年度以降のプロジェクト活動は以下の通（2）知的情報処理制御・システム化技術検討プ
ロジェクト（2002 年度新規発足）
主査

金子裕良 2008 年度〜（現在）見学会，勉強会を主体とした活動で，ロボット溶接における技術革新をテーマとし，溶接システりである。

ムおよびロボットに関連した情報技術（IT）や（1）厚板向けの最適ロボット溶接施工技術開発

センシング技術，制御技術などを調査・検討した。

プロジェクト（2002 年度新規発足）
主査

中込忠男 2010 年度〜（現在）コンピュータおよび通信，情報処理などの IT
技術の急速な発展と，溶接現象の学術的解明の進

以下に記す通り，厚板分野におけるロボット溶歩により，従来，人手でないと適用困難な施工に接普及促進のための技術的課題を抽出し，問題解対しても溶接ロボットが適用されつつある。特に ,決に向けた技術検討を行った。

ロボットや溶接電源，ワイヤ送給装置など各装置（a）「狭開先ロボット溶接技術研究委員会」へ参の応答速度が向上し，かつ通信機能が追加され，画（2009 年〜 2011 年度）

CCD カメラなどセンサとのリンクも容易となり，狭開先ロボット溶接を研究する委員会の発足に様々なシーンで外乱に対応したインライン制御があたり，一般社団法人日本鋼構造協会より委員会可能となりつつある。

へ協力の依頼があり，本プロジェクトより委員を

本プロジェクトでは，ロボット溶接システムに選出し協力した。（2011 年 日本建築学会にて論文

役立つ IT 技術を始め，日々進化しているロボッ発表，技術報告書の作成）

ト研究開発の成果や，センサ等を用いて溶接現象（b）「狭開先ロボット溶接フォローアップ委員会」の知的情報を捉える研究開発，ロボット動作に協へ参画（2012 年〜 2013 年度）

調して溶接電源の特性やワイヤ送給速度を制御す一般社団法人日本鋼構造協会への協力を継続る研究開発などをテーマに産学から講演者を招し，マニュアル等の作成に協力した。（2013 年 25

き，年数回，勉強会や見学会を実施した。また，

度狭開先ロボット溶接マニュアル，施工承認試験

アーク物理やプラズマのモデル化に伴って得られ方法を発行）

た知識を用いて，“ロボット溶接ならでは”の新（c）2005 年に開発した新型固形タブを用いた研たなセンシング技術や溶接制御方法などを創成す

究（2010 年〜 2014 年度）

ることについて検討している。特に，2017 年〜

新型固形タブと在来固形タブの性能を比較する

2018 年度には本研究委員会の研究協力金を得て，目的で，FEM 解析，継手引張試験，柱梁破壊実

溶接溶融池の発光強度分布を計測し，精密な溶接験を行い，新型タブが優位である結果を得た。

部センシングのためのスペクトム分布情報を取得（2012 年，2014 年 日本建築学会にて論文発表）

し，溶融池計測用センサカメラに必要な光学性能（d）完全溶込み溶接における裏当て金鋼材の影やフィルタリング情報などの学術的な調査研究を響を研究（2013 年〜 2015 年度）行った。その成果はプロジェクトの勉強会や本研

裏当て金に高炉材・電炉材など窒素量の異なる究委員会の講演会で発表した。

鋼材を使用した溶接部の性能を比較し，裏当て金の窒素量差による影響はないことを確認した。
（2014 年〜 2016 年，2018 年 日本建築学会，2016，2018 国際ウエルディングショーの鉄骨加工フォー

4.2.4 ロボット溶接研究委員会 35 周年記念行事
ロボット溶接研究委員会は 2017 年に 35 周年をラムにて論文発表）迎えた。2020 年東京オリンピック・パラリンピッ（e）建築鉄骨溶接ロボットの利用状況アンケート

クも計画されている中，首都圏を中心とした再開

116

第4編

研究委員会

発事業が活発化しており，人手不足を背景とした【ロボット溶接研究委員会 35 周年記念シンポジ

作業効率化対応が急務になっていることから，工ウム プログラム】

事現場溶接も含めた鉄骨構造物の溶接ロボット適①

開会挨拶記念報告〜 35 周年を迎えこれまで用拡大に注目し，本委員会では，この記念行事との成果と今後〜

して 35 周年記念シンポジウム「鉄骨構造物におロボット溶接研究委員会 委員長 国立大学法人けるロボット溶接化の取り組みについて」を信州大学 名誉教授 中込忠男 氏2017 年 10 月 18 日（水）に開催した。当日は下記② 「最近の鉄骨ファブの現状－アンケート調査の 12 件の講演が行われ，103 名と非常に多くの業結果－」

界関係者にご参集頂いた。

ロボット溶接研究委員会 幹事長 ㈱神戸製鋼所

講演では，厚板向けの最適ロボット溶接施工技

松村浩史 氏

術開発プロジェクトの活動として行った鉄骨ファ③ 「25 度狭開先ロボット溶接－冷間成形角形鋼ブリケータを対象とした建築鉄骨溶接の状況およ

管と通しダイアフラム接合部への適用－」

びロボット溶接に関するアンケート結果（255 社（一社）日本鉄鋼連盟ボックスコラム委員会から回答）も報告し，規模の大きいファブリケー

幹事 中川治彦 氏

タを中心にロボット溶接が浸透している状況や建築鉄骨製作における課題を紹介した。

100％
80％

未導入

60％
40％20％

導入

0％

S

H

全体

M

RJ

グレード別

図 4.1‌ 鉄骨ファブリケータにおける溶接ロボット導入状況
150

100 社

10050
0

写真 4.1

49 社
4社
①鋼材
入手

②1 次加工③鋼材④製品
保管場所 保管場所

図 4.2

87 社

58 社

33 社

シンポジウムの様子

28 社

⑤組立
工程

⑥溶接
工程

⑦検査

53 社

⑧塗装

⑨輸送

35 社

14 社

6社

⑩建て方 ⑪その他

建築鉄骨製作におけるボトルネック（ 複数回答 ）
組立精度
組立溶接

ロボットの日常メンテナンス
溶接前のセンシング
ロボットシステム周辺の風対策
本溶接前のスパッタ付着防止剤等の塗布方法・塗布箇所など
溶接結果の確認と次溶接へのフィードバック
鋼材の管理
組立後の被溶接部材の保管（管理）被溶接部材のロボットシステムへの取り付け
オペレータ間の引き継ぎ（交代勤務など）
0

図 4.3

20

40

60

80

100120

鉄骨ファブリケータにおけるロボット溶接での注意点（ 複数回答 ）

140

160

4 .  ロボット溶接研究委員会

写真 4.2 「建築鉄骨溶接ロボットの利用状況の調査 」④ 「鉄骨構造物対応溶接材料の進歩と現状（1）」117

写真 4.3‌ 「 ロボット溶接研究委員会 35 周年記念シンポジウム〜鉄骨構造物におけるロボット溶接化の取り組みについて〜」

日鐵住金溶接工業㈱ 志村竜一 氏⑤ 「建築鉄骨向け溶接材料について」㈱神戸製鋼所 梅原悠 氏㈱大林組 浅井英克 氏⑪ 「角形鋼管柱継手を対象とした現場ロボット⑥ 「最近の建築鉄骨向け溶接ロボットについて」

溶接工法の開発」㈱神戸製鋼所 髙田篤人 氏⑦ 「鉄骨構造物用溶接ロボットの現状と動向

大成建設㈱ 梅津匡一 氏⑫ 「鉄骨オペレーターおよびロボット型式認証（2）」の概要」

MHI ソリューションテクノロジーズ㈱ 戸田忍

ロボット溶接研究委員会 特別顧問

氏

（一社）日本溶接協会 中山繁 氏⑧ 「高電流埋れアークを用いた厚板溶接の能率⑬ 「知的情報処理技術の進歩」

化」

ロボット溶接研究委員会 幹事 国立大学法人埼㈱ダイヘン 恵良哲生 氏⑨ 「鉄骨構造物へのロボット溶接化と品質向上

玉大学 教授 金子裕良 氏⑭閉会挨拶への取り組み」

ロボット溶接研究委員会 副委員長 国立大学法藤木鉄工㈱ 小泉好成 氏

人埼玉大学 准教授 山根敏 氏⑩ 「現場ロボット溶接の汎用化に向けた取組み」

4.3 今後の活動について
当委員会は設立以来 35 周年が過ぎ，現在の委おり，将来，AI によるロボット溶接等も期待さ

員会加盟会社は 11 社と減少している。本委員会れるところである。当委員会の役割も広い視野をの活動が，ロボット溶接を通して社会に貢献でき持って，業界をサポートしていくべく，各企業のるものであること，かつ，各参画企業から見て委意見を聞きながら，進めていくことが必要と考え

員会活動への参画の意義が重要と考える。一方，る。

至近時の技術革新のスピードはさらに速くなって