佐藤鉄工（株）　「２２基の多関節溶接ロボットでＤＸ推進」　熟練技能と新技術が支える橋梁製造

２０２５１１１２

富山県立山町で橋梁・水門といった社会インフラを支える佐藤鉄工（坂本良文社長）。確かな溶接技術に加え、２２基の多関節溶接ロボットを自在に操る姿勢で業界内外から注目を集めている。

溶接士の技能と、溶接ロボットがもたらす精密かつ安定した品質。その融合が新たな価値を生み、現場の生産性と人材育成の両立を実現している。技能者勘所とロボット制御技術によるものづくりの最前線を実践する同社の挑戦を取材した。

佐藤鉄工の溶接事業

富山県立山町に本社・工場、富山県射水市に新港工場を構え、橋梁・水門など大型鋼構造物の設計・製造・施工を軸とする佐藤鉄工。

橋梁であれば板厚２０～３０ミリの鋼板溶接を主とし、橋脚など強度を要する部位では１００ミリ近い厚板をも正確に溶接することが求められる。水門やダム設備はステンレス材が多く、６～５０ミリ厚と幅広い範囲の溶接が必要となる。

そんな同社が手掛けるのは、いずれも一品ごとの特注品だ。

構造物の形状も板厚も異なるため、溶接作業は毎回が新たな挑戦となる。特に橋脚など厚板部位の完全溶込み溶接では、何十層にも肉盛りを行い、非破壊検査にも耐えうる品質を確保しなければならない。

大型構造物内部での閉所作業も多く、まさに溶接士が積み重ねてきた技能の集積が求められる。そのため、溶接士を束ねる製造部の寺口巨生部長は「溶接士の腕が競争力そのもの」と語る。

新港工場の上田幸治工場長は「何十層もの肉盛り作業は、一層ずつのわずかな誤差が重なっていき、最後には溶接面が波打ってくる。閉所では体勢を整える自由も限られ、最後の一層を仕上げるほど難易度が高まる」と話す。

こうした環境の中でも同社の溶接士が高精度を維持できるのは、「現場に合わせて小型ジグを都度自作する」工夫によるものだ。満足に腕を動かせない環境でも、トーチと母材の距離を一定に保つため、レール状の治具を作り込む。こうした知恵と工夫の積み重ねが、同社の高い品質を支えている。

さらに、実際のアークを出す前に動作確認を行い、狭所でも溶接動作を安全かつ再現性高く行えるかを検証する。準備段階の入念さが仕上がりを左右するのだ。同社では「顔の可動範囲が広がるだけで、作業効率も品質も変わる」としており、細部の積み重ねこそが、技能者の底力を物語る。

同社には国内でも数少ない溶接マイスターの認証を受けた溶接技能者が３人在籍しており、習熟技術の高さが競争力の根幹を成している。技術の積層と工夫の継承によって、同社では難しい物件の工事にも対応することができている。

佐藤鉄工のロボット活用

確かな職人技に加え、佐藤鉄工を語る上で欠かせないのがロボットの存在だ。高性能な多関節溶接ロボットと３次元データによる生産システムを融合させたＤＸ推進への取り組みは、同社の新たな顔となっている。

同社では狭い場所でも回り込んで柔軟な姿勢がとれる特長を持つ、ダイヘン製「ＦＤ１９　ＢＴ６Ｌ」を中心に22基を導入。橋梁や水門といった一品製作の世界で、これほど多くの多関節ロボットを運用している例は全国でも極めて珍しい。現場でのロボット活用は「構想としてはあっても実現は難しい」という意見もあったが、同社ではそれを覆した。

国土交通省近畿地方整備局が推進する大阪湾岸道路西伸部六甲アイランド第三高架橋工事では、現場で実際に多関節溶接ロボットを稼働。強風対策や電源確保、３００㌔の重量物を安定的に設置する手法の確立など、数えきれない検討を重ね、梁上面の下向溶接と側面の立向溶接を実現した。施工後の超音波探傷検査では、全線でキズなしの結果を得ており、ロボット施工の信頼性を証明した。

同社内においてロボット事業を担当する髙木主任は「ロボットの導入で生産性は２倍、溶接士１人が２基を操ることで４人分の生産性を目指せる。スイッチを押すだけで最大８基が同時に施工するシチュエーションもある」と話す。従来工法の常識を覆す効率化を実現しながらも、同社では溶接士の手作業と遜色のないレベルにまで溶接品質が到達した。

また髙木主任は「当社は量産ではなく、毎回の受注が一点物。だからこそロボット導入では『段取りの技術』が重要になる。サイズや脚長の違いに柔軟に対応できるプログラム作りや様々なシチュエーションに対応できるロボット配置パターンを考える力が必要」と強調する。単に機械を動かすのではなく、現場の形状や材質に応じて最適な溶接姿勢を設計する「思考力」が鍵となる。ロボットはボタンを押せば同じ作業を行うことに長けているが、溶接士が扱えば溶接の作業性は大幅に向上する。

今後同社では、ロボットの段取り短縮、溶接士のオペレータ教育体系の整備、設計段階からロボット施工を前提にした構造設計など、さらなる進化を計画している。

溶接士と溶接ロボット

同社にとってロボットは「技能者の仕事をトレースするもの」ではなく「技能を拡張するパートナー」だ。髙木主任は「ロボットが人の仕事を奪うのではなく、共により高品質で短納期な製品を生み出すための存在」と語る。

閉所や足場の限られた現場では依然として溶接士の手作業が強みを発揮するが、ロボットは溶接士の経験をデジタルに再現する役割を担う。ロボットオペレーションも同様で、熟練溶接士が設定したロボットとそうでないものでは、仕上がりに圧倒的な差が生じるという。

同社では「ロボット活用は技能者の活躍の場を広げ、技能の価値を可視化する取り組みでもあり、ロボット活用を通して人の技を社会に伝えることを実現する」としている。

人材育成と環境整備

同社では溶接技能の継承と人材育成にも力を入れている。

富山工業高校（富山市）や不二越工業高校（同）に同社の溶接マイスターが出向いて出前講座を行い、学生に実際の溶接を体験させる。その縁で入社した卒業生も多く、現場では若手とベテランが互いに技術を磨き合っている。

社内では勤務時間内での「溶接講座」も実施し、座学と実技を両立した教育体制を構築。経験の浅い社員でも自信を持って現場に立てる環境を整えている。

また、新卒・中途入社の社員は、入社時点での有給休暇付与日数が従来の１０日から１５日に増加。既存社員は最大付与日数が２０日から２２日に拡充されるなど、年間休日122日の確保を含め、労働環境の整備が進んでいる。

他にも、２０２３年から法令で義務化された、フィットテストによるヒューム対策を実施している。

フィットテストには定量的フィットテスターを導入して対応にあたっており、定量的フィットテスターは大型出費ではあっても、会社として「溶接士が安心して長く働ける環境のためには躊躇していられない。当社で長く技能を磨き、積み上げた技術力を振るう人材こそが確実な品質保証に繋がる」としている。

同社では人材が磨かれるからロボット制御技術が付いてくるという信念のもと、それを実践している。

さいごに

佐藤鉄工が注目を集める理由は、２２基の多関節溶接ロボットを自在に操る技術力と、その基盤にある熟練の溶接士の技能にある。ロボットは単なる自動化装置ではなく、人の知恵を拡張するツールであり、技能を可視化するパートナーだ。

作業効率が上がれば、休暇も増え、教育の時間も確保できる。効率化の先にあるのは「人を大切にする現場」であり、機械と人が共に進化する未来だ。自動化・省人化の波が押し寄せる今、同社は技能者の手作業を原点に、ロボットと共に溶接の未来を形にしている。