技術資料

山口県産業技術センター

研究報告No.33 p35-38 (2021)

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ソフトクリーム用ロボットの外装作製
原 涼輔 *

Making the Exterior of a Robot for Soft Serve Ice Cream
Ryosuke Hara
１．緒言

ソフトクリームを自動で作製するロボット(コネクテッ

表1

外装作製に使用した機器および材料の一覧

名称

メーカー・型番

ドロボティクス社 SC002) 1） を導入した県内企業(楠むらづくり株式会社) 2） から，ロボットの外装を自社のマスコッ

Autodesk 社

3DCAD

Fusion 360

トキャラクターにしたいという相談があった．これに対し
山口県産業技術センター(以下，産技センター)の 3D もの

造形データ処理用ソMaterialise 社

づくり技術を活用して支援を行ったので，その内容についフトウェア

Magics 20

粉末焼結式樹脂造形

アスペクト社機RaFaElⅡplus300C-HTて報告する．
２．作製の対象
ソフトクリーム用ロボットの，外装作製の対象となる箇所を図 1 に示す．今回はマスコットキャラクターの頭部分研磨フィルムを作製し，ソフトクリーム用ロボットの胴体部分および取り付けを行う為に必要なパーツは既存のものを流用した．

スプレーパテ

スプレー塗料３・１

Mipox 社
TuneD3 Basic
Holts 社
MH119
アサヒペン社
クリエイティブカラースプレー

マスコットキャラクターの 3D モデリング

3DCAD(Autodesk 社 Fusion360)のフォームモデリングを使用し，外装の基礎となるマスコットキャラクターの 3D モデルを作成した．フォームモデリングのサンプルを図 3 に示す．フォームモデリングは T-spline 3）を使って自由曲面形状を作成する機能である．通常の 3DCAD で使用するソリッドモデリングでは平面または立体空間にスケッチの作成を行い，作成したスケッチを元に形状を作成し，面取り等
図1

外装作製の対象となる箇所の修正という 3 ステップでモデリングを行うが，フォームモデリングの場合はスケッチの作成が不要でモデルの面や３．ソフトクリーム用ロボットの外装作製

エッジ，頂点等を選択し移動させることで形状を修正する．
まるで粘土を扱うような感覚で操作ができるため複雑な曲

ソフトクリーム用ロボットの外装作製で行った作業工程を図 2 に示す．また，外装作製に使用した機器および材料の一覧を表 1 に示す．
マスコットキャラクターの3Dモデリング
組立て方法の検討と各部品の設計

面形状を比較的容易に作成することができる．
3D モデルの作成にはマスコットキャラクターのイラス
トを参考にし，イラストだけでは判別できない後ろ姿や葉っぱの部分などは相談元企業の担当者とビデオ通話で画面共有を行い，意見交換を行いながらリアルタイムで 3D モ
デルを修正した．また，3D モデルを作成する際は面の分割

3Dモデルの造形を少ない状態から作成し，顔のパーツなど細かい箇所は造形した外装モデルの表面仕上げおよび塗装

徐々に分割数を増やすことで，曲面の歪みが少なくなるよ

ソフトクリーム用ロボットへの取り付け
図2*

外装製作の作業工程

企業支援部デザイングループ

うに工夫した．参考にしたイラストを図 4 に，作成したマスコットキャラクターの 3D モデルを図 5 にそれぞれ示す．

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山口県産業技術センター

研究報告No.33 (2021)

３・２

組立て方法の検討と各部品の設計作成したマスコットキャラクターの 3D モデルをソフトクリーム用ロボットに取り付けるために必要な組立て方法の検討と各部品の設計を行った．また，塗装工程を想定して色ごとに分割した 3D モデルを作成した．顔のパーツは嵌め込み可能に，髪の毛や葉っぱのパーツはボルトで固定可能な設計にした．各部品の 3D モデルを図 6 に示す．
３・３
図3

フォームモデリングのサンプル

3D モデルの造形造形データ処理用ソフトウェア(Materialise 社 Magics20)を使用し，3D モデルから 3D 造形用データの作成を行った．作成した 3D 造形用データを図 7 に示す．
作成した 3D 造形用データを使用し粉末焼結式樹脂造形機(アスペクト社 RaFaElⅡplus300C-HT)にて 3D 造形を行った． 粉末焼結式樹脂造形機の写真を図 8 に，造形した外装モデルを図 9，造形の内容を表 2 にそれぞれ示す．

図4

参考にしたイラスト(a)側面図(a)顔の輪郭のモデリング(b)背面図(b)唇部分のモデリング(c)作成した 3D モデル
図5作成したマスコットキャラクターの 3D モデル(c)分解図図6

組立て可能な各部品の 3D モデル

ソフトクリーム用ロボットの外装作製

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表2

図7

3D 造形用データ

造形の内容

造形方式

PBF(粉末床溶融結合)

造形材料

ASPEX-PA(ナイロン 12)

造形に掛かった時間

13 時間

モデルの数

13 点

モデルの体積463 cm3モデルの高さ124 mm

３・４

外装モデルの表面仕上げおよび塗装

粉末焼結式樹脂造形機で造形した外装モデルには積層造形の跡(積層痕)が残ってしまうため，パテ埋めと研磨を行い，外装モデル表面の積層痕を平滑にした上で塗装を行った．また，流用した既存のパーツは塗装のみを行った．外装モデルの表面仕上げと塗装の様子を図 10 に示す．
３・５

ソフトクリーム用ロボットへの取り付け仕上げを行った外装モデルの組み立てとソフトクリーム用ロボットへの取り付けを行い，動作に問題がないことを
図8

粉末焼結式樹脂造形機確認した．完成した外装モデルを図 11 に，ソフトクリーム用ロボットに取り付けた様子を図 12 に示す．

(a)表面仕上げ(a)正面(b)塗装
図 10(b)背面
図9

3D 造形した外装モデル

外装モデルの表面仕上げと塗装の様子

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山口県産業技術センター

研究報告No.33 (2021)
４．結言

本報告では，産技センターが保有する 3D ものづくり技術を活用して支援したソフトクリーム用ロボットの外装製作に関する事例を紹介した．複雑な曲面形状の多い 3D モ
デルの場合，高度なモデリング技術が必要である．技術支援を通して蓄積したモデリング技術と T-spline を使ったフォームモデリングを活用することにより，イラストから3D モデルの作成を行い，製品の外装として実用化を可能にした．
近年，VR や AR を始めとするコンテンツ産業の分野でも(a)正面

3D のマスコットキャラクターの利用が広がっており，今後はマスコットキャラクターをイラストだけでなく立体的な形状で活用する要望が増加すると予想されており 4-5) ，産技センターにも自社のマスコットキャラクターを活用して新しい商品開発をしたいという相談が寄せられている．今後はそのような相談に柔軟に対応できるようにするため，キャラクターモデリングをはじめとするフォームモデリン
グの技術蓄積に努めて行きたい．
マスコットキャラクターの 3D モデル作成およびソフトクリーム用ロボットの外装作製を実施するにあたり，ご支(b)背面
図 11

完成した外装モデル

援いただいた楠むらづくり株式会社ならびにコネクテッド
ロボティクス株式会社の皆様に深謝します．
参考文献
1) コネクテッドロボティクス株式会社：ソフトクリーム
ロボット 製品紹介，https://connectedrobotics.com/softcream-robot/．
2) 楠むらづくり株式会社：楠こもれびの郷 公式サイト，
https://www.komorebinosato.net/．
導入されたソフトクリームロボットの紹介，
https://fb.watch/8jtnWLO6-s/．
3) Thomas W. Sederberg：System and method for
defining T-spline and T-NURCC surfaces using
local refinements．U.S. Patent 7，274，364 B2，
2007-09-25．
4) 永溪晃二：広報戦略や映像教育に活用可能な 3D アバタ
ー の 研 究 ， 佐 賀 大 学 全 学 教 育 機 構 紀 要 ， 9 ， p.8393(2021)．
5) 根津禎，東将大：Breakthrough 特集 みんなの目元にＶＲ，第 2 部 コンシューマー用途 誰でも「ＶＴｕｂｅｒ」時代へ 格安ツールやセンサーが後押し，日経エレク

図 12

ソフトクリーム用ロボットに取り付けた様子

トロニクス，日経 BP 社，8，p.28-33(2018)．