机の上で、架空の工場を一台ずつ建てている。寸法を正確に出すFusion 360、絵にするBlender、その二つを言葉で動かすClaudeだけで作る、図面も部品も実在しない工場だ。これまでは機械を並べてきたが、今回は工場に「動き」を足した。機械の手前に、コンベヤとパレタイジングロボットを置いた。
機械だけの工場に、搬送ラインを置いた
旋盤やマシニングセンタが並ぶだけでは、工場は止まって見える。そこで、削り終えた部品を箱に詰めて運ぶ搬送ラインを手前に足した。ローラーコンベヤの上を段ボールが流れ、黄色いロボットアームが箱をつかんでパレットに積む。奥の機械が「作る」役なら、手前のラインは「運んで片づける」役だ。
機械（奥）とライン（手前）の間には、人や台車が通れる通路をわざと空けた。ぎっしり詰め込むと工場に見えず、ただの物置きの山に見えてしまう。空けた一本の道が、工場らしさをつくる。
ロボットの腕を、関節で「動く」ように作った
このラインは、いずれ動画にするつもりで作っている。だからロボットの腕を、ただの一本の形ではなく、関節ごとに分かれた構造で組んだ。土台の旋回、肩、肘、手首──それぞれが独立して回るようにつないである。
こうしておくと、あとから関節の角度を変えるだけで腕を動かせる。今回の静止画でも、2台のロボットに少しずつ違う姿勢をつけて、関節が効いていることを確かめた。コンベヤのローラーも一本ずつ独立した部品にしてあるので、動画では回して流れを見せられる。
ロボットの爪が、段ボールに刺さった
最初の絵で、つまずいた。ロボットがつかんでいる箱が、下のパレットに積んだ箱と同じ場所に重なって、めり込んで見えた。腕が低く下りていて、つかんだ箱が積み山の中に入り込んでいたのだ。
ここで、もっともな疑問が出た。「箱に中身（ソリッド）があれば、ぶつかって止まるのでは」。答えはノーだ。3DのデータもCADのソリッドも、同じ場所に置けばそのまま貫通する。物がぶつかって止まるのは、別に「物理シミュレーション」や「干渉チェック」をかけたときだけだ。
補足：CADやCGの「ソリッド」は体積を持っているが、置いた瞬間に当たり判定が働くわけではない。重なりを防ぐには、(1) ぶつからない位置に正しく配置する、(2) 剛体シミュレーションを回して物どうしを実際に当てる、のどちらかが要る。実際の設計でも、干渉チェックは「自動でかかる」のではなく「かける」ものだ。
直し方はこうした。まず腕の先がどの高さまで下りるかを実際に測り、ロボットの真下には空のパレットを置いて「一箱目を下ろす」形にした。これなら積み山に重ならない。積み上がった箱の山は、ロボットの手が届かない別のパレットに分けて置き、そこに剛体シミュレーションをかけて、箱を台の上にきれいに着座させた。干渉は、物理をかける前に配置で決まると学んだ。
コンベヤをL字につなぎ、通路を空けた
搬送ラインのコンベヤは、最初は2本がばらばらに離れて浮いていた。そこで角でつないで一本のL字にした。横に流れてきた箱が、角で折れて手前へ向かう──実際の工場でよく見る形だ。
同時に、機械とラインの間の通路はしっかり確保した。きれいに見せたくても、動かす道のない工場は止まったままになる。見た目と動線は、いつもセットで考える。
工場は、「流れ」でも語れる
これまでは機械を一台ずつ建ててきた。今回足したのは機械ではなく、物が流れる仕組みだ。コンベヤとロボットが入っただけで、止まって見えた工場が動いて見えるようになった。
そして今回いちばんの収穫は、「ぶつからない」は自動では手に入らないと確かめられたことだった。正しく置き、必要なら物理をかける。現実の設計と同じ手順で、机の上の工場も一歩進んだ。次は、この腕を実際に動かして、箱が流れて積み上がる短い動画にしたい。その積み重ねを、これからも一枚ずつ記録していく。
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