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設計データ通りに建機を自動制御、法面整形を効率化 (陰山遼将,[スマー...

設計データ通りに建機を自動制御、法面整形を効率化 (陰山遼将,[スマートジャパン])

 安藤ハザマは2016年11月1日、マシンコントロールを活用し、ツインヘッダを使って法面整形を効率的に施工するシステムを開発したと発表した。既に実現場への適用を開始しており、施工時間を約2割短縮できたという(図1)。



図1 MCツインヘッダによる法面整形の様子 出典:安藤ハザマ

 従来、硬い地盤を法面整形する場合は、まず測量を行い丁張りと呼ばれる施工の基準となる目印を設置する。次に油圧ショベルにブレーカと呼ばれるアタッチメントを取り付け、運転者は地盤を破砕しながらその目印を目安に、目視確認を行いながら法面整形を行っていた。そのためオペレーターは設計通りの形状で掘削が行われているかを確認するため、運転席から降りて繰り返し確認する必要があった。そのため、オペレーターの習熟度によって作業時間にばらつきが生まれやすい。

 そこで安藤ハザマでは法面整形の効率化に向け、マシンコントロール(MC)に着目した。これはGNSS(衛星測位システム)などの計測技術を用い、施工機械の位置情報と3次元データである設計値との差異をオペレーターに提供。同時に施工機械を設計値に従ってリアルタイムに自動制御することで、オペレーターの操作をサポートする技術だ。

 安藤ハザマが開発した「MCツインヘッダ」は、作業機操作のセミオート化を実現したコマツ製のMC油圧ショベルに、切削アタッチメントであるツインヘッダを装備している。GNSSから得たツインヘッダの刃先の位置情報と施工設計データを活用し、刃先が設計面に達すると作業機が自動的に切削深さをコントロールできるようになっている。刃先が切削設計面に沿って動くため、オペレータは掘り過ぎを気にせず掘削作業を行える(図2)。



図2 車載モニターのイメージ。3次元設計データに対してツインヘッダの離隔距離などが数値で確認できる 出典:安藤ハザマ

効率だけでなく平滑性も改善

 MCツインヘッダを用いることで、従来の施工方法と比べて丁張りや検測などの作業を大幅に削減できるため施工効率が向上する。実際に適用した現場では施工時間を約2割短縮できた他、ツインヘッダと設計面に沿って切削する制御機能が寄与し、法面の平滑性も改善できたという(図3・4)。



図3 ツインヘッダ 出典:安藤ハザマ




図4 3Dレーザースキャナによる計測結果。左側の従来施工と比べ、右側のMCツインヘッダによる施工では凹凸が減少していることがわかる 出典:安藤ハザマ

 安藤ハザマではこの技術を活用することで、今後懸念されている熟練オペレータが不足に対応していく狙い。さらにMCツインヘッダの切削軌跡データを利用することで施工後の計測の省略など、さらなる生産性の向上に取り組む方針だ。


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