ワーク加振搬送装置、欠損ワーク判別装置、積層ワーク切り出しシステムおよび積層ワーク切り出し方法
【課題】安価かつ簡素な構成であるにも拘わらず、ワークの割れが確実に検出されるようにして、生産性の向上に寄与するワーク加振搬送装置、欠損ワーク判別装置、積層ワーク切り出しシステムおよび積層ワーク切り出し方法を提供する。
【解決手段】段差によりワークに対して加振しつつ搬送してワークの割れの入ったコーナー部を欠損させるワーク加振搬送装置５０とした。また、搬送されるワークの左右の二隅のコーナ部または四隅のコーナー部の欠損を同時に検出する欠損ワーク判別装置６０とした。そしてこれらとともに欠損ワークを回収するワーク仕分け装置７０を備える積層ワーク切り出しシステム、および、このシステムを用いる積層ワーク切り出し方法とした。
【解決手段】段差によりワークに対して加振しつつ搬送してワークの割れの入ったコーナー部を欠損させるワーク加振搬送装置５０とした。また、搬送されるワークの左右の二隅のコーナ部または四隅のコーナー部の欠損を同時に検出する欠損ワーク判別装置６０とした。そしてこれらとともに欠損ワークを回収するワーク仕分け装置７０を備える積層ワーク切り出しシステム、および、このシステムを用いる積層ワーク切り出し方法とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、割れ・欠損が生じたワークの検出・排除に寄与するワーク加振搬送装置、欠損ワーク判別装置、積層ワーク切り出しシステムおよび積層ワーク切り出し方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池用ウェーハや半導体用ウェーハなどの製造では、インゴットから薄板状のワークへ切断して多数のワークを生成し、そしてこれら多数のワークをそのまま積み重ねた積層ワークとして次工程まで搬送することが多い。そして次の工程では、これらの積層ワークからワークを一枚づつ分離して取り出す（以下、切り出すという）処理を行い、切り出したワークを搬送し、収納ストッカに収納することとなる。ワークの搬送に際しては、ワークに衝撃を与えないようにしていた。
【０００３】
このようなワークの搬送に関する従来技術としては、例えば、特許文献１（特開２００９−２００４４０号公報、発明の名称「基板搬送補助装置および基板搬送補助方法」）に記載の発明が知られている。
【０００４】
特許文献１には、特に段差の発生を極力回避して衝撃を与えないように搬送することで、搬送される基板との接触部分における摩耗による不具合（例えば位置決め精度の低下や基板の欠け等の不具合）を解消する基板搬送補助装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２００４４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１でも解決課題となっていたが太陽電池用パネルなどの矩形ワークでは、特に四隅のコーナー部に割れや欠損（欠け）が発生することが多い。四隅のコーナー部に割れや欠損（欠け）が発生しないことがもちろん好ましいが、このような割れや欠損の発生を完全になくすことは現状容易ではない。そこで現実的対処法として、四隅のコーナー部に割れや欠損（欠け）が発生したワークを排除するようにしている。ワークを搬送途中で検査し欠損ワークを確実に排出することができれば後工程での処理プロセスにおけるトラブル（停止→回収など）を回避することができ、生産性を損ねることがない。
【０００７】
仮にＴＶカメラで画像を取り込み、欠損判別処理（画像処理）する方法もあるが非常に高価であることがネックとなっていた。特に問題なのは、ワークに発生した割れ・クラック・ひび（欠損に至らないもの）が内在している場合は、ワーク自身は欠損品として排出する必要があるにもかかわらず、見た目は矩形を保持しており、外部からの非接触検査では検出が難しい場合が多い。ウェットな表面で“割れ”を確実に検出することは上記の画像処理によっても困難と言われている。
【０００８】
このように現状では、検出装置が高価であるという問題があった。
さらに高価な検出装置を用いても割れ・クラック・ひび（欠損に至らないもの）を内在するワークの検出が容易ではなかった。
【０００９】
そこで、本発明は上記した問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、安価かつ簡素な構成であるにも拘わらず、ワークの割れが確実に検出されるようにして、生産性の向上に寄与するワーク加振搬送装置、欠損ワーク判別装置、積層ワーク切り出しシステムおよび積層ワーク切り出し方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の請求項１に係る発明は、
搬送路中に配置される下段搬送コンベアと、
下段搬送コンベアよりも高い位置に配置される上段搬送コンベアと、
を備え、
下段搬送コンベアと上段搬送コンベアとで形成される段差により、ワークに対して加振しつつ搬送してワークの割れの入ったコーナー部を欠損させることを特徴とするワーク加振搬送装置とした。
【００１１】
矩形ワークでは、特に四隅のコーナー部にひびや割れが発生しやすいため、段差により加振することでワークの割れ入ったコーナー部を確実に欠損させるようにした。このようなワーク加振搬送装置は簡易かつ安価な構成とすることが可能である。また、欠損によりワークの割れが確実に検出されるようにして、生産性の向上に寄与する。
【００１２】
また、本発明の請求項２に係る発明は、
搬送されるワークの四隅の直上に位置し、ワーク通過時にワークの四隅のコーナー部の有無を同時に検出するようにした、それぞれ非接触センサである４個のワーク検出センサを備え、
コーナー部の欠損がないときには同時に変化する検出信号を、また、コーナー部の欠損があるときには変化が異なるような検出信号を出力し、欠損ワークであるか否かを判別するようにしたことを特徴とする欠損ワーク判別装置とした。
【００１３】
このような欠損ワーク判別装置は４個のワーク検出センサという簡易かつ安価な構成であるにも拘わらず、搬送しながら瞬時に欠損ワークであるか否かを確実に判別するという高い機能を実現した。また、ワークの割れが確実に検出されるようにして、生産性の向上に寄与する。
【００１４】
また、本発明の請求項３に係る発明は、
搬送されるワークの左右の二隅の直上に位置し、ワーク通過時に夫々ワークを検出している時間の長さを同時に検出するようにした、それぞれ非接触センサである２個のワーク検出センサを備え、
コーナー部の欠損がないときには夫々ワークを検出している時間の長さが適正値であることを、また、コーナー部の欠損があるときには夫々ワークを検出している時間の長さが適正値以下であることを出力し、欠損ワークであるか否かを判別するようにしたことを特徴とする欠損ワーク判別装置とした。
【００１５】
このような欠損ワーク判別装置はさらに少ない２個のワーク検出センサという簡易かつ安価な構成であるにも拘わらず、搬送しながら瞬時に欠損ワークであるか否かを確実に判別するという高い機能を実現した。また、ワークの割れが確実に検出されるようにして、生産性の向上に寄与する。
【００１６】
また、本発明の請求項４に係る発明は、
複数ワークが積層された積層ワークから一枚づつワークを分離するという切り出し処理を行う積層ワーク切り出しシステムであって、
搬送路中に配置される下段搬送コンベアと、下段搬送コンベアよりも高い位置に配置される上段搬送コンベアと、を備え、下段搬送コンベアと上段搬送コンベアとで形成される段差により、ワークに対して加振しつつ搬送してワークの割れの入ったコーナー部を欠損させるワーク加振搬送装置と、
搬送されるワークの四隅のコーナー部の欠損を検出するワーク検出センサを備え、コーナー部の欠損がないときには同時に変化する検出信号あるいはワークを検出している時間の長さが適正値であることを、また、コーナー部の欠損があるときには変化が異なるような検出信号あるいはワークを検出している時間の長さが適正値以下であることを出力し、欠損ワークであるか否かを判別する欠損ワーク判別装置と、
を備え、
ワーク加振搬送装置が、搬送路の任意の位置に設けられた段差により、ワークに衝撃を付与してワークの割れの入ったコーナー部を欠損させ、
欠損ワーク判別装置が、割れを検出することを特徴とする積層ワーク切り出しシステムとした。
【００１７】
加振することでワークの割れ入ったコーナー部を欠損させ、その後に欠損ワークであるか否かを確実に判別するようにした。したがって、ひび・割れが入った欠損ワークを排除するため、ワークの割れが確実に検出されるようにして、生産性の向上に寄与する。
【００１８】
本発明の請求項５に係る発明は、
欠損ワーク判別装置で判別された欠損ワークを回収するワーク仕分け装置を備えることを特徴とする請求項４に記載の積層ワーク切り出しシステムとした。
【００１９】
後工程へ欠損ワークを流さないようにして、生産性を向上させる。
【００２０】
本発明の請求項６に係る発明は、
請求項５に記載の積層ワーク切り出しシステムによる積層ワーク切り出し方法であって、
ワーク加振搬送装置によりワークに対して加振しつつ搬送してワークのひびの入ったコーナー部を欠損させるコーナー部欠損工程と、
欠損ワーク判別装置により搬送されるワークのコーナー部の欠損を検出して欠損ワークであるか否かを判別する欠損ワーク判別工程と、
ワーク仕分け装置により欠損ワーク判別工程で判別された欠損ワークを回収し、良品のワークを下流へ流すワーク仕分け工程と、
を有することを特徴とする積層ワーク切り出し方法とした。
【００２１】
加振することでワークの割れ入ったコーナー部を欠損させてから欠損ワークであるか否かを判別し、欠損ワークは回収して後工程へ欠損ワークを流さないようにしたため、生産性を向上させる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、安価かつ簡素な構成であるにも拘わらず、ワークの割れが確実に検出されるようにして、生産性の向上に寄与するワーク加振搬送装置、欠損ワーク判別装置、積層ワーク切り出しシステムおよび積層ワーク切り出し方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明を実施するための形態の積層ワーク切り出しシステムのブロック図である。
【図２】気泡水供給装置および分離水槽の説明図である。
【図３】切り出し装置、複数枚ワーク送り防止装置、ワーク加振搬送装置、欠損ワーク判別装置、ワーク仕分け装置、ワーク収納装置の側面図である。
【図４】切り出し装置、複数枚ワーク送り防止装置、ワーク加振搬送装置、欠損ワーク判別装置、ワーク仕分け装置、ワーク収納装置の平面図である。
【図５】切り出しコンベアおよび複数枚ワーク送り防止装置の詳細説明図である。
【図６】搬送コンベアの説明である。
【図７】切り出しコンベアの動作説明図である。
【図８】複数枚ワーク送り防止装置の動作説明図である。
【図９】複数枚ワーク送り防止装置の動作説明図である。
【図１０】ワーク加振搬送装置の説明図である。
【図１１】欠損ワーク判別装置の説明図である。
【図１２】ワーク仕分け装置の説明図である。
【図１３】ワーク加振搬送装置の他の形態の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
続いて、本発明を実施するための形態について図を参照しつつ以下に説明する。まず、積層ワーク切り出しシステム１の全体構造について図１，図２，図３，図４を参照しつつ説明する。積層ワーク切り出しシステム１は、図１で示すように、気泡水供給装置１０、分離水槽２０、切り出し装置３０、複数枚ワーク送り防止装置４０、ワーク加振搬送装置５０、欠損ワーク判別装置６０、ワーク仕分け装置７０、ワーク収納装置８０、制御駆動装置９０を備える。そして、搬送路の側方には、図４で示すようにワーク側方ガイド１００が設けられる。この積層ワーク切り出しシステム１は、多数のワークが積層された積層ワーク３から一枚のワーク４を切り出して搬送する、というものである。なお、本明細書では図４で示すように搬送方向の下流側（ワーク収納装置８０側）を前方とし、搬送方向の上流側（切り出し装置３０側）を後方として以下に説明する。
【００２５】
気泡水供給装置１０は、図２に示すように、気泡水生成装置１１、気泡水供給路１２、電磁弁１３を備えている。
気泡水生成装置１１は、水に微細な気泡を混入させた気泡水を生成して供給する。気泡水生成装置１１は、図２で示すように気泡水供給路１２を介して分離水槽２０に気泡水を供給する。また、気泡水生成装置１１は、図２，図４で示すように気泡水供給路１２と電磁弁１３を介して切り出し装置３０に気泡水を供給する。この電磁弁１３は、制御駆動装置９０に接続されており、制御駆動装置９０が電磁弁１３を所定タイミング（後述）で開閉して気泡水供給を行う。
【００２６】
分離水槽２０は、図２に示すように、分離水槽本体２１、載置部２２、気泡水噴射装置２３を備える。
分離水槽本体２１内は浸漬水２４で満たされている。この浸漬水２４は、例えば、ワークに影響を与えるような不純物を含まない水（例えば純水）であるが、これ以外にもワークに影響を与えない液体を採用することができる。
【００２７】
積層ワーク収納カセット２は分離水槽２０に配置するように作成されたものであり、積層ワーク収納カセット２には積層ワーク３が収納された状態であり、浸漬水２４内の載置部２２にこの積層ワーク収納カセット２が載せられている。積層ワーク収納カセット２では積層ワーク３のワーク面が横向きになってワークが立てられた状態の縦置きとして収納される。そしてそれぞれ積層ワーク３が搭載された状態の複数（図では４個）の積層ワーク収納カセット２が浸漬水２４内に浸漬された状態でストックされている。この際、積層ワーク３は全てが浸漬水２４中に沈んでおり、積層ワーク３の最高部は水面２４ａよりも下側にある。
【００２８】
載置部２２の下側には、図２のカセット下面図でも示すように、気泡水噴射装置２３が配置されている。気泡水噴射装置２３は、気泡水供給路１２に接続されており、気泡水噴射孔２３ａから気泡水２３ｂを、積層ワーク３の積層面に向けて噴射する。後述するが気泡水２３ｂが隣り合うワークの間に入りこみ、この浸入水と気泡が両ワーク面の間に滞留する。この浸入水と気泡が隣り合うワークを滑りやすくする。気泡水噴射装置２３は、これら積層ワーク３に対してワークの分離を促進する第一分離促進手段に相当する。
【００２９】
切り出し装置３０は、図３，図４で示すように、切り出し水槽３１、積層ワーク昇降装置３２、本体フレーム３３、切り出しコンベア昇降装置３４、荷重計３５、切り出しコンベア３６、気泡水噴射装置３７を備える。
【００３０】
切り出し水槽３１は、出口部３１１（図５参照）、オーバーフロー受け３１２、ストック水槽３１３（図４参照）を備える。切り出し水槽３１内に配置され、切り出しコンベアの下側に配置された積層ワーク３が切り出し対象となる。切り出し水槽３１の側面に出口部３１１が形成されており、この出口部３１１を通じてワーク４が搬送される。また、切り出し水槽３１内に浸漬水３８を入れると出口部３１１の下辺から水がでるため、出口部３１１の下辺が水面３８ａの高さと一致する（図５参照）。この出口部３１１を上回る水はオーバーフローとして出口部３１１から流れるが、オーバーフロー受け３１２により回収される。ストック水槽３１３では切り出し前の積層ワーク３がストックされる。
【００３１】
積層ワーク昇降装置３２は、図３で示すように、さらに積層ワーク昇降用モータ３２１、積層ワーク昇降機構３２２、積層ワーク昇降台３２３を備える。積層ワーク昇降台３２３上には積層ワーク３が水平置きで載置される。この積層ワーク昇降台３２３を昇降する積層ワーク昇降機構３２２が設けられており、この積層ワーク昇降機構３２２を積層ワーク昇降用モータ３２１が駆動し、積層ワーク昇降台３２３とともに積層ワーク３を昇降する。
【００３２】
本体フレーム３３はＬ板状の構造体であり、切り出し水槽３１の上側にオーバハングして設けられる。
【００３３】
切り出しコンベア昇降装置３４は、さらにエアシリンダ３４１、昇降ロッド３４２を備える。エアシリンダ３４１は本体フレーム３３に固定されている。エアシリンダ３４１ではピストンロッドが昇降し、このピストンロッドに連結される昇降ロッド３４２も昇降する。
【００３４】
荷重計３５は昇降ロッド３４２に一端が取り付けられる。そして他端に後述する切り出しコンベア３６が取り付けられる。荷重計３５は切り出しコンベア３６が積層ワーク３の最上のワーク面を押すときに、押圧力に相当する荷重データを出力する。荷重データは制御駆動装置９０へ送られて荷重調整制御に用いられる。
【００３５】
切り出しコンベア３６は、図５で示すように、駆動プーリ３６１、従動プーリ３６２、ガイドローラ３６３、エンドレスベルト３６４、切り出しコンベア駆動モータ３６５を備える。駆動プーリ３６１は図示しない駆動機構を介して切り出しコンベア駆動モータ３６５により回転駆動される。駆動プーリ３６１と従動プーリ３６２とにはエンドレスベルト３６４が掛け渡されており、駆動プーリ３６１の回転駆動とともにエンドレスベルト３６４が移動して従動プーリ３６２も回転する。ガイドローラ３６３は特にワーク面に接触するエンドレスベルト３６４の下側が略水平に移動するようにしている。これら駆動プーリ３６１、従動プーリ３６２、ガイドローラ３６３は回転体である。なお、上記のような構成に限定する趣旨ではなく、少なくともガイドローラ３６３を配置してエンドレスベルト３６４の下側が略水平に移動するようにすれば、本形態の搬送コンベアを構成する。
【００３６】
エンドレスベルト３６４は弾性体により形成されており、エンドレスベルト３６４の表面には、略等間隔で帯状の複数の突部３６４ａが全周にわたり設けられる。また、突部３６４ａは、幅方向には全体的に設けられる。このような突部３６４ａはエンドレスベルト３６４の全面に設けられる。仮に突部３６４ａがないとエンドレスベルト３６４の広い面での接触となって均一な接触状態を確保することが難しく、加えて切り出しコンベア３６が傾いたときには接触が強い箇所や弱い箇所等が発生して面接触状態を均一に保持できずにすべりを生じるおそれがあるが、このような突部３６４ａを設けることで突部３６４ａが変形してワーク面に密着するので接触状態を得やすくなり、エンドレスベルト３６４によるワークへの押圧力が均一になるようにしている。この突部３６４ａの形状は各種可能であり、例えば、帯状・波形状・山形状等が有効である。そしてこのようなエンドレスベルト３６４は図４では２本備える。
【００３７】
切り出しコンベア３６による切り出しではこのエンドレスベルト３６４の突部３６４ａをワーク面に所定の押圧力で押し当てて、ワーク面との間に摩擦力を発生させて一枚のワーク４（図４参照）を水平方向へ搬送する。
なお、エンドレスベルト３６４については２本に限定するものではなく、１本から数本の構成とすることが可能であるが、実際は１本の幅広のエンドレスベルト３６４では均一な当て方が難しく、２本以上が好ましい。本形態では最低数の２本のエンドレスベルト３６４を備える構成としている。
【００３８】
気泡水噴射装置３７は、気泡水供給路１２に接続されており、気泡水噴射孔から気泡水３７ａを、積層ワーク３の積層面に向けて噴射する。後述するが気泡水３７ａが隣り合う上下のワークの間に入りこみ、気泡が両ワーク面の間に滞留する。このワーク間への浸入水と気泡が隣り合うワークを滑りやすくする。気泡水噴射装置３７は、これら積層ワーク３に対してワークの分離を促進する第二分離促進手段に相当する。
【００３９】
このような切り出し装置３０では、積層ワーク３における各ワークの厚み変動やワーク間介在物（水膜や微小な異物など）などの影響で切り出しコンベア３６によるベルト押圧力が変動する懸念がある。ベルト押圧力が適正に設定されず、ベルト押圧力が大きくなるとワークへの負荷が増大してワーク欠損の原因になり、また、ベルト押圧力が小さくなると、コンベアとワーク間の摩擦力が低下して、切り出し動作ができなくなるなどの問題が生じる。ワーク厚さ（例えば０．１ｍｍ〜１ｍｍ）は一定と言われているが、稀に厚みの異なるワークもあること、また、積層ワーク３のワーク枚数が多い場合には厚み誤差や積層ワーク昇降台３２３の位置決め誤差などが累積する可能性もあり、実際に、積層ワーク３のワーク枚数が数百枚になると上記のような現象が出るおそれが増大する。
【００４０】
そこで、切り出しコンベア３６のベルト押圧力を荷重計３５で検出して荷重データとして制御駆動装置９０へ出力し、制御駆動装置９０が図示しないエア回路を制御してエアシリンダ３４１に流入するエアの量を制御して押圧力を常に一定の状態に設定するようにしている。これにより、上記したような変動によらずに一定荷重にて切り出しを行えるようにしている。切り出し装置３０はこのようなものである。
【００４１】
複数枚ワーク送り防止装置４０は、上側搬送ローラ４１、下側搬送ローラ４２、滞留ワーク検出センサ４３、ワーク通過検出センサ４４、ローラ駆動モータ４５（図４参照）を備える。
上側搬送ローラ４１は、比較的硬質な弾性体による円柱体である。
下側搬送ローラ４２は、比較的硬質な弾性体による円柱体である。
上側搬送ローラ４１と下側搬送ローラ４２との間には隙間４６（図５参照）が形成される。上側搬送ローラ４１と下側搬送ローラ４２は上記のように比較的硬質な弾性体であるため、隙間４６はほぼ一定の幅に保たれる。この隙間４６は一枚のワーク４の厚みと同程度であり、２枚以上のワーク４は同時に通過できないようになされている。また、上側搬送ローラ４１は隙間４６がある箇所では外周面が搬送方向へ移動するような回転としている。下側搬送ローラ４２は隙間４６がある箇所では外周面が搬送方向とは反対方向へ移動するような回転としている。
【００４２】
滞留ワーク検出センサ４３は、例えば非接触センサであり、隙間４６を通過できないで滞留しているワーク４があるか否かを検出する。この滞留ワーク検出センサ４３は、図３，図４で示すように搬送路の上側であって切り出し装置３０と上側搬送ローラ４１との間に配置される。なお、搬送路の下に配置されて上側の滞留ワークを検出するようにしてもよい。
【００４３】
ワーク通過検出センサ４４は、例えば非接触センサであり、通過するワークがあるか否かを検出する。このワーク通過検出センサ４４は、上側搬送ローラ４１・下側搬送ローラ４２から完全に排出されたワークの前側先頭を検出するような位置に配置される。図３，図４で示すように搬送路の上側に配置されて下側のワークを検出するように設けられている。このような複数枚ワーク送り防止装置４０の詳細については切り出し方法の説明にて詳述する。
【００４４】
ワーク加振搬送装置５０は、複数の搬送コンベアの間で搬送経路途中で段差を付けたというものであり、本形態では二個の搬送コンベアを採用し、下段搬送コンベア５１と、上段搬送コンベア５２とを備える。これら下段搬送コンベア５１と、上段搬送コンベア５２とは、何れも同じ型の搬送コンベアである。下段搬送コンベア５１について説明すると、図６で示すように、駆動プーリ５１１、従動プーリ５１２、ガイドローラ５１３、エンドレスベルト５１４、搬送コンベア駆動モータ（図示せず）を備える。
【００４５】
駆動プーリ５１１は図示しない駆動機構を介して搬送コンベア駆動モータにより回転駆動される。駆動プーリ５１１と従動プーリ５１２とにはエンドレスベルト５１４が掛け渡されており、駆動プーリ５１１の回転駆動とともにエンドレスベルト５１４が移動して従動プーリ５１２も回転する。ガイドローラ５１３は特にワーク面の下側に接触するエンドレスベルト５１４の上側が略水平に移動するようにしている。このエンドレスベルト５１４は切り出しコンベアによる切り出し時のような強い摩擦力は不要であり、突起はなく平面状に形成される。また、上段搬送コンベア５２も同じ構造であり同じ構成を有するものとして重複する説明を省略する。
【００４６】
下段搬送コンベア５１は複数枚ワーク送り防止装置４０の隙間４６を通って搬送されるワーク４がほぼ同じ高さで搬送されるようになされている。そして上段搬送コンベア５２はこの搬送高さよりも上側で搬送されるようになされている。このように下段搬送コンベア５１と上段搬送コンベア５２とで段差を付けて搬送される理由については後述する。
【００４７】
また、ワーク加振搬送装置５０の矩形状のワーク４の搬送路では、ワーク４より若干幅が大きくなるようにしたワーク側方ガイド１００を左右に設けてワークが回動しないようにして、姿勢を保持する。ワーク側方ガイド１００のすぐ横にエンドレスベルト５１４が位置しており、エンドレスベルト５１４の上にワーク４の四隅が載った状態で搬送される。このワーク側方ガイド１００は欠損ワーク判別装置６０、ワーク仕分け装置７０の側方にも形成されており、ワーク４をワーク収納装置８０の収納ストッカ８１へ収納するときにもワーク側方ガイド１００が形成されており、ワーク４の位置決めを確実に行うことができる。
【００４８】
欠損ワーク判別装置６０は、前方右側ワーク検出センサ６１、前方左側ワーク検出センサ６２、後方右側ワーク検出センサ６３、後方左側ワーク検出センサ６４、搬送コンベア６５を備える。
【００４９】
前方右側ワーク検出センサ６１は、下側にあるワーク４の前方右側角の有無をピンポイントで検出する。
前方左側ワーク検出センサ６２は、下側にあるワーク４の前方左側角の有無をピンポイントで検出する。
後方右側ワーク検出センサ６３は、下側にあるワーク４の後方右側角の有無をピンポイントで検出する。
後方左側ワーク検出センサ６４は、下側にあるワーク４の後方左側角の有無をピンポイントで検出する。
搬送コンベア６５は、図６を用いて説明した送り防止装置側搬送コンベア５１と同じ構造であり、各構成については同じ符号を付すとともに重複する説明を省略する。
【００５０】
これらセンサ６１，６２，６３，６４は、図１１で示すように、搬送コンベア６５のある検出ポイントにワーク４が位置するとき、それぞれがそのワークの四隅の上方に位置している。実際は搬送コンベア６５でワークを搬送した状態で検出が行われていく。なお、ワーク側方ガイド１００と、搬送コンベア６５のエンドレスベルト５１４と、の間には隙間１０１が設けられており、エンドレスベルト５１４の上のワーク４の四隅の下は隙間１０１が空けられてコーナー部の有無によりこれらセンサ６１，６２，６３，６４が検知することができるようになっている。これらセンサ６１，６２，６３，６４は制御駆動装置９０に接続されている。検出および検出結果に基づく制御駆動装置９０が行う処理については後述する。
【００５１】
ワーク仕分け装置７０は、図３，図４で示すように、欠損ワーク排出コンベア７１、欠損ワーク回収箱７２、搬送コンベア７３を備える。欠損ワーク搬出コンベア７１は、図６を用いて説明した下段搬送コンベア５１と同じ構造ではあるが、欠損ワーク搬出コンベア７１はさらに傾斜駆動機構が設けられている。図３，図６を参照すると、従動プーリ５１２側（上流側）を回転軸として、図示しない傾斜駆動機構が制御駆動装置９０からの指令を受けて駆動プーリ５１１側（下流側）が下方向に傾斜するようになされている。欠損ワークが搬送されてきたとき、欠損ワーク排出コンベア７１を傾斜させて（図１２（ａ）参照）、欠損ワーク回収箱７２へ欠損ワークを落下させて排出する。排出後に欠損ワーク排出コンベア７１を元の位置に戻す（図１２（ｂ）参照）。
欠損がない良品のワークである場合は、傾斜せずに欠損ワーク排出コンベア７１からそのまま搬送コンベア７３へ搬送される。なお、この搬送コンベア７３も図６を用いて説明した下段搬送コンベア５１と同じ構造ではある。
【００５２】
ワーク収納装置８０は、図３，図４で示すように、収納ストッカ８１、収納ストッカ昇降装置８２、支持台８３を備える。
収納ストッカ８１は、ワークを一枚ずつ離した状態で収納するようになされたストッカである。
収納ストッカ昇降装置８２は、収納ストッカ８１を昇降させる装置であり、さらに昇降用モータ８２１、置き台昇降機構８２２、収納ストッカ置き台８２３を備える。
支持台８３は、収納ストッカ昇降装置８２を支持する。
【００５３】
収納ストッカ置き台８２３上には収納ストッカ８１が水平置きで載置される。この収納ストッカ置き台８２３は置き台昇降機構８２２による昇降されるようになされており、この置き台昇降機構８２２を昇降用モータ８２１が駆動し、収納ストッカ置き台８２３を昇降する。搬送コンベア７３から搬送されたワーク４が所定高さにある収納ストッカ８１へ直接搬入される。
制御駆動装置９０は、特に複数枚ワーク送り防止装置４０のローラ駆動モータ４５、積層ワーク昇降装置３２の積層ワーク昇降用モータ３２１を駆動するようになされており、これらは本発明の制御駆動手段に相当する。制御駆動装置９０は、滞留ワーク検出センサ４３、ワーク通過検出センサ４４も接続されており、これら検出信号に基づいて各種の制御を行う。
積層ワーク切り出しシステム１の全構成はこのようなものである。
【００５４】
続いて、本発明の積層ワーク切り出し方法について説明する。インゴットをスライスして生成した複数枚のワークがそのまま積み重ねられて積層ワークとなっている。そして、積層ワーク切り出しシステム１は、このように複数ワークが積層された積層ワークから一枚づつワークを分離して取り出すという切り出し処理を行うというものであり、特に、ワークの搬送路としてワーク加振搬送装置、欠損ワーク判別装置、ワーク仕分け装置を採用する点に特徴がある。このような積層ワーク切り出しシステム１を用いる切り出しは、以下の積層ワーク切り出し方法により行われる。
【００５５】
この積層ワーク切り出し方法では、前記した積層ワーク切り出し装置を用いて、（１）一次分離工程、（２）ストック工程、（３）ワーク切り出し工程、（４）複数枚ワーク分離工程、（５）コーナー部欠損工程、（６）欠損ワーク判別工程、（７）ワーク仕分け工程、（８）ワーク収納工程により行われる。以下各工程について説明する。
【００５６】
（１）一次分離工程
インゴットからスライスした直後という初期の積層ワーク３ではワーク間で貼り付きが強固な積層状態となっており、直ちに切り出しすることは困難である。そこで予めワーク間で貼り付きを弱くする分離促進を行う。まず、ワーク間での貼り付き力について考察する。
【００５７】
面粗度の良い２つのワーク面が重なり合った場合の貼り付きについてはレオロジーの問題として考えられる。断面でみて幅Ｄの２枚のワークの間に厚さＨの水の層があるとする。ワーク面に対して鉛直方向となるように、一方のワークから他方のワークを離すように移動させると、水は体積一定の条件で内側（中央側）へ流れ込み、細くなっていく。水平方向（内側へ向かう）水の速度をＶとすれば、（ある断面をみれば）次式のように表される。
【００５８】
［数１］
Ｖ≒Ｈ’（Ｄ／Ｈ）
【００５９】
これにより（ワーク面の界面では水の水平方向の速度はゼロと考えると）、内向きの流れの速度勾配は次式のようになる。
【００６０】
［数２］
γ’≒Ｖ／Ｈ
【００６１】
また、ηを水の粘度とすると、ワーク面に対して次式で表されるようなずり応力を与える。
【００６２】
［数３］
σ＝ηγ’
【００６３】
一方このようなずり流れは、ワーク面に挟まれた水の内側と外側との圧力差によると考えることができる。大気圧Ｐ０、水の中心部の圧Ｐとすれば、ある断面で見ると、次式が成立する。
【００６４】
［数４］
Ｈ（Ｐ−Ｐ０）＝−Ｄσ
【００６５】
これらを纏めると以下のようになる。
【００６６】
［数５］
Ｐ−Ｐ０＝−｛（Ｄ／Ｈ）２｝η（Ｈ’／Ｈ）
【００６７】
このワーク面を引き剥がす力をＦとすれば、Ｆは（Ｐ０−Ｐ）Ｄ２と見積もれるので、（ここではＤ２のワーク面）Ｆは次式のようになる。
【００６８】
［数６］
Ｆ＝｛（Ｄ／Ｈ）３｝ηＨ’Ｄ
【００６９】
このように力Ｆは離して行く速度Ｈ’と、粘度ηと、（Ｄ／Ｈ）３とＤに依存する式となっている。
因みにワーク板を平行に速度Ｖで滑らせるときの粘性抵抗力Ｇはσ×Ｄ２であって、先の数式に代入すると次式のようになる。
【００７０】
［数７］
Ｇ＝（Ｄ／Ｈ）ηＶＤ
【００７１】
このように力Ｇは先に説明した力Ｆよりかなり小さい。そこで、ワーク面と可能な限り平行方向に切り出すようにして、切り出し易いようにしている。しかしながら、依然Ｇの存在により切り出しに力を要するものとなっている。そこで、切り出し動作が容易となるように、予め隣り合うワーク間での貼り付き状態を緩和（ワーク間の液層厚さＨを大きくする、接触面積〜Ｄを小さくする、浸漬水の粘度ηを小さくするなど）する一次分離を行う。
【００７２】
具体的には、図２で示すように、積層ワーク収納カセット２に収納された積層ワーク３のワーク面が横向きになるようにして（縦置きして）分離水槽本体２１内の浸漬液２４中に浸漬する。そして、分離水槽本体２１の下部に配置された気泡水噴射装置２３から気泡水２３ｂを噴射して積層ワーク３の積層面へ下側から連続して当てる。この気泡水２３ｂに含まれる気泡は例えばマイクロバブルやナノバブルの混合状態と推定される。このように気泡水２３ｂに当てる分離促進処理を数分から数十分行いワーク間に小さな気泡を含んだ液体を浸入させる。ワーク間に液体および微細な気泡が入り込むとワーク間の貼り付き力を小さくする。気泡は圧縮性があるので、ワーク間に再び負荷がかかった場合は水は流れ出ても気泡はワーク間に滞留しやすいため、貼り付き力の低下が維持されると推定される。また、実験的に貼り付き力の低下を確認している。このような分離促進処理を数分から数十分行った後に気泡水の噴射を停止して一次分離工程を終了する。
このような一次分離工程を施すことで浸入した気泡はワーク間に取り込まれており、後にワークを起こして切り出しを行うときにワーク間に加圧力が多少加えられても気泡は外側へ逃げずに滞留し、円滑にワークを移動させる効果があると推察される。
【００７３】
（２）ストック工程
一次分離工程終了後、積層ワーク３が収納される積層ワーク収納カセット２を分離水槽２０から取り出し、積層ワーク収納カセット２から取り外された積層ワーク３を切り出し水槽３１のうちのストック水槽３１３内へ搬送して図４で示すようにストックする。これらの一次分離の終わった積層ワーク３は複数本がストック水槽３１３内にストックされる。この際、積層ワーク３のワーク面が上下側に面するような横置きでストックされる。
このようなストックは本形態では周知のロボットハンド（図示せず）により切り出し位置へセットされるが、人手によりストックすることも可能である。このストック水槽３１３内に積層ワーク３をストックするようにしたため、切り出しコンベア３６へ連続して積層ワーク３を供給できるようになる。
【００７４】
（３）ワーク切り出し工程
切り出し装置３０におけるワークの切り出し工程は、さらに、（ａ）ワークの搬入、（ｂ）ワーク初期位置動作、（ｃ）切り出し位置動作、（ｄ）コンベア下降・押圧力設定、（ｅ）各機器の運転開始、（ｆ）切り出し、（ｇ）ワーク通過検出、（ｈ）滞留ワーク排出処理、（ｉ）ワーク初期位置動作、（ｊ）次ワーク切り出し位置調節、（ｋ）コンベア押圧力検出、（ｌ）次ワーク切り出しにより行われる。以下、詳細を説明する。
【００７５】
（ａ）ワークの搬入
ワーク切り出し装置３０には、昇降機能を有する積層ワーク昇降台３２３が切り出し水槽３１内に配置されており、周知の自動ローダ装置（図示せず）は、ストック水槽３１３内にある切り出し対象の積層ワーク３を取出し、この積層ワーク３を積層ワーク昇降台３２３上にセットする。この搬入の際、必要により、切り出しコンベア３６を上昇させるとともに積層ワーク昇降台３２３を下降させておき、積層ワーク３の搬入のための十分に広い空間を確保しておく。切り出し水槽３１内にあって予め下方へ退避していた積層ワーク昇降台３２３上に積層ワーク３が自動ローディングされる。
【００７６】
（ｂ）ワーク初期位置動作
積層ワーク３を浸漬液３４中で横置き状態にすると、切り出し時の押圧力やワークの自重が作用するため、下層のワークほどワーク間の液体や気泡が外部に抜けやすくなる。しかしながら、積層ワーク３の上側は浮力などにより浸入しやすい状態となっており、再度気泡水を噴射することで貼り付き力を低下させ、切り出しをし易いようにしている。これは、特に一次分離工程でのワーク間分離を補足する意味があり、ワーク間への気泡水の浸入を補って水平置き時の自重などによる液体および気泡の散逸による一次剥離効果の低下を防ぐ役割を果たす。
【００７７】
まず、制御駆動装置９０が積層ワーク昇降装置３２を制御して制御積層ワーク昇降台３２３の位置を調節し、図７（ａ）で示すように、積層ワーク３の最上部が水面３４ａよりも下側にあるように位置させる（図７（ａ）の拡大図参照）。この時も、積層ワーク３はワーク面が水平となるようにセットされる。この積層ワーク３の最上部付近であって切り出し水槽３１内では、ワークの搬送方向前側の最上部付近に気泡水を噴射する気泡水噴射装置３７が配置されている。この気泡水噴射装置３７は、図４にも示すように、ワークの幅方向全体に噴射するようになされている。このような気泡水噴射装置３７から気泡水を最上部ワークと２枚目ワークの間を中心に噴射する。このようなワーク初期位置（水没位置）でのみ気泡水を噴射する。
【００７８】
（ｃ）切り出し位置動作
続いて、気泡水の噴射を止めて、図７（ｂ）で示すように、積層ワーク３を切り出し位置まで上昇させるように制御駆動装置９０が積層ワーク昇降装置３２を制御する。図７（ｂ）の拡大図で示すように、切り出し水槽３１内は浸漬水３８で満たされているが、積層ワーク３の最上部の二枚のワークおよび三枚目のワークの半分が水面３８ａ上に出ているような状態としている。これは仮にワークを２枚切り出しても２枚のワークは切り出し水槽３１の出口部３１１の枠に衝突しないようにするためである。また、万が一３枚切り出しても３枚目は出口部３１１により停止させるためである。このような出口部３１１により３枚目以降の同時送りの発生するおそれを低減している。
【００７９】
なお、積層ワーク昇降台３２３の位置は予め決定されている。例えば、２０枚の積層ワークなら一枚目を切り出すときの位置、２枚目を切り出すときの位置、・・・、２０枚目を切り出すときの位置は、制御駆動装置９０の図示しない記憶部に登録されており、それぞれの位置が決定されている。なお、通常はワーク厚さはほぼ一定なので、切り出し位置も一定としている。ここでは、まず、最初の一枚目を切り出すときの位置に設定される。
【００８０】
（ｄ）コンベア下降・押圧力設定
その後、制御駆動装置９０は、エアシリンダ３４１に接続されるエア回路（図示せず）を制御して上部へ退避していた切り出しコンベア３６を所定量下降させて切り出しコンベア３６を積層ワーク３の上面に接触させ、さらに荷重計３５からの荷重データに基づいて所定の押圧力になるように微調整して昇降位置を決定する。エアシリンダ３４１に微量のエアを流入させて押し付けて行き押圧力を調整する。この時、エンドレスベルト３６４上の弾性体の突部３６４ａがあるため、この突部３６４ａの押付け変形量を微調整していることになり目標値への設定を比較的容易に行うことができる。
【００８１】
所定押圧力になったときに、制御駆動装置９０はエア回路（図示せず）を制御してエアの供給を停止させてエアシリンダ３４１を停止させる。
【００８２】
（ｅ）各機器の運転開始
制御駆動装置９０は、切り出しコンベア３６、上側搬送ローラ４１、下側搬送ローラ４２、下段搬送コンベア５１、上段搬送コンベア５２、搬送コンベア６５、欠損ワーク排出コンベア７１、搬送コンベア７３を駆動状態となるように制御する。特に下段搬送コンベア５１、上段搬送コンベア５２、搬送コンベア６５、欠損ワーク排出コンベア７１、搬送コンベア７３はいずれもワーク４を搬送方向へ送るようにエンドレスベルト５１４を等速度で回転させる。
複数枚ワーク送り防止装置４０は、上側搬送ローラ４１、下側搬送ローラ４２を回転させる。上側搬送ローラ４１は常に搬送方向へ回転する。下側搬送ローラ４２は搬送方向とは逆方向へ回転する。
これ以降は複数枚ワーク送り防止装置４０、切り出し装置３６、下段搬送コンベア５１、上段搬送コンベア５２、搬送コンベア６５、欠損ワーク排出コンベア７１、搬送コンベア７３は原則として継続運転状態とする。
【００８３】
（ｆ）切り出し
ワークの切り出し動作を開始する。
制御駆動装置９０は、図５で示すように、切り出しコンベア３６の切り出し装置駆動モータ３６５を制御駆動し、切り出しコンベア３６では駆動プーリ３６１が回動してベルト３６４が搬送方向へ移動開始する。ベルト３６４の突起３６４ａがワークに当接しており、図７（ｃ）で示すようにワーク４を搬送方向へ移動させる。先の分離促進処理により貼り付き力が弱くなっているため、低い押圧力でも切り出すことができるようになっている。押圧力が低いため、薄いワークでも負荷を掛けることなく切り出しができる。この際、通常ならばワークを一枚切り出せば問題ないが、ワークを二枚以上切り出す場合がある。そこで複数枚ワーク送り防止装置４０により二枚以上のワークが同時に送られるような事態を防止する。この点も考慮しつつ説明する。
【００８４】
一枚切り出し時の複数枚ワーク送り防止装置４０の処理
図８（ａ）で示すように、上側搬送ローラ４１と下側搬送ローラ４２との間の隙間４６はほぼワーク一枚分の厚みと同じなので、一枚のワーク４が通過するときは下側搬送ローラ４２が逆回転しているが、下側搬送ローラ４２によりワーク４へ作用する摩擦力は、切り出しコンベア４３による搬送力と比較して小さいため搬送への影響はほとんどなく、上側搬送ローラ４１に当接して搬送される。
【００８５】
二枚切り出し時の複数枚ワーク送り防止装置４０の処理（複数枚ワーク分離工程）
ワーク２枚が重なって上側搬送ローラ４１と下側搬送ローラ４２との間に入った場合は、図８（ｂ）で示すように、上側の本来の搬送対象のワーク４は上側搬送ローラ４１から搬送方向へ排出力が作用するので、そのまま搬送されることになる。一方で下側の搬送対象ではないワークは下側搬送ローラ４２と接し、下側搬送ローラ４２から搬送方向とは逆方向の押し戻し力が作用するので、下側搬送ローラ４２の上流側で止まり、図８（ｃ）で示すように滞留することになる。
【００８６】
（ｇ）ワーク通過検出
一枚目のワーク４は上側搬送ローラ４１と下側搬送ローラ４２との通過直後に、図９で示すように、下段搬送コンベア５１上にあるワーク通過検出センサ４４が、ワーク４の前端がワーク通過検出センサ４４に到達したことを検出して検出信号を出力すると、制御駆動装置９０がワーク４が検出されたと判断する。
【００８７】
そして滞留ワーク検出センサ４３からの検出信号により制御駆動装置９０が滞留ワークがないことを検出したならば切り出し動作は正常に行われたと判断する。この場合は、後述する（ｉ）ワーク初期位置動作を行って次の切り出しタイミングが来るまで待機し、切り出しタイミングが来たときに次の（ｊ）次ワーク切り出しを行うこととなる。
しかしながら滞留ワーク検出センサ４３からの検出信号により制御駆動装置９０が滞留ワークがあることを検出したならば、制御駆動装置９０が複数枚切り出しがあったと判断し、滞留ワークを排出する復旧動作を行う。
【００８８】
（ｈ）滞留ワーク排出処理
次のワーク切り出しタイミングにて、滞留ワークを排出する動作を行う。滞留ワークがあるときは、積層ワーク昇降台３２３を次ワークの切り出し位置へ上昇させる。この際、切り出しコンベア３５を前回停止した位置に保持しておく。これは切り出しコンベア３５とワークの接触面積が変化しているため荷重制御できないためである。この時、制御駆動装置９０は、ローラ駆動モータ４５を制御駆動し、図８（ｄ）で示すように、下側搬送ローラ４２を搬送方向と逆方向へ回転させつつ上側搬送ローラ４１を搬送方向へ回転させた状態を維持する。積層ワーク昇降台３２３がワーク一枚分上昇すると、切り出しコンベア３５にワークが接触してワーク隙間４６を通じて排出される。
そしてワークが排出されてから滞留ワーク検出センサ４３からの検出信号により、制御駆動装置９０が、滞留ワークがないことを検出したならば滞留ワークの排出が正常に行われたと判断する。この後に、（ｉ）ワーク初期位置動作を行って次の切り出しタイミングが来るまで待機し、切り出しタイミングが来たときに次の（ｊ）次ワーク切り出しを行うこととなる。
【００８９】
なお、この切り出しタイミングとは、先に切出したワークに欠損などがあってワーク仕分け装置７０で回収されても、次に搬送されるワークが誤って回収されることなく正常に搬送されることを保証するタイムラグを指す。具体的には後方右側ワーク検出センサ６３や後方左側ワーク検出センサ６４を先のワークの後端が通過した時が次のワークの切り出しタイミングと想定される。
以上のように、切り出し時に“２枚送り”が発生しても装置を停止することなく連続搬送動作を行うことができるので、生産性を維持することができ、省力化を容易に実現することができる。
【００９０】
（ｉ）ワーク初期位置動作
図７（ｃ）で示すようにワークが切り出され、その終了後に、制御駆動装置９０は、図７（ａ）で示すように、積層ワーク昇降装置３２を制御して積層ワーク昇降台３２３を下降させて積層ワーク３の最上面を水面下に位置するようにし、気泡水を最上部ワークと２枚目ワークの間を中心に噴射し、気泡水を最上部のワークと２枚目ワークの間に浸入させる。ワーク初期位置（水没位置）でのみ気泡水を噴射する。
【００９１】
（ｊ）次ワーク切り出し位置調節
次のワーク切り出しタイミングが来たものとする。
制御駆動装置９０は、図７（ｂ）で示すように、ワークを切り出す位置へ積層ワーク昇降台３２３を上昇させる。積層ワークの最上ワークを切り出す位置に設定する。
【００９２】
（ｋ）コンベア押圧力検出
この際、制御駆動装置９０は、次ワーク切り出し位置調節途中において、荷重計３５からの荷重データを検出しており、荷重が所定値よりも大きくなれば切り出しコンベア３６の搬送や積層ワーク昇降台３２３の上昇を停止するが、許容範囲であればそのまま切り出しコンベア３６の搬送を続ける。
【００９３】
（ｌ）次ワーク切り出し
この際も、上側搬送ローラ４１は常に搬送方向へ回転する。下側搬送ローラ４２は逆方向へ回転している。
制御駆動装置９０は、切り出し装置３６の切り出しコンベア駆動モータ３６５を駆動制御して駆動プーリ３６１を回動させてエンドレスベルト３６４を搬送方向へ移動開始させた状態としており、エンドレスベルト３６４の突部３６４ａがワークに当接して、図７（ｃ）で示すように、ワーク４を搬送方向へ移動させる。以下、（ｉ）に戻り同様の動作を繰り返して順次連続して切り出していく。
【００９４】
なお、複数枚ワーク送り防止装置４０は仮に３枚以上が搬送された時でも最上部の一枚のワーク以外は滞留させる機能を有している。本形態では出口部３１１の高さが３枚目は通過させないようにしているため、そのような事態は可能な限り生じないようにしている。しかしながら、３枚以上の複数枚送りがなされるおそれもあり、そのような事態が生じた場合にも対処するようにしてある。
ワークの切り出し工程はこのようになる。
【００９５】
（５）コーナー部欠損工程
複数枚ワーク送り防止装置４０を通過したワーク４はワーク加振搬送装置５０へ送られる。このワーク加振搬送装置５０ではワーク４のコーナー部を中心に負荷および振動を加えて、すでに割れが入っている箇所でこの割れを進展させて欠損・分離させる機能を有している。
【００９６】
具体的には、図１０（ａ）で示すように、下段搬送コンベア５１と上段搬送コンベア５２との搬送路の継ぎ目に段差部を設け、ワークを積極的に上下動させるような衝撃を付与する。なお、図４にも示すように下段搬送コンベア５１と上段搬送コンベア５２のエンドレスベルト５１４が四隅のコーナー部に接しており、四隅には確実に力が加わるようになっている。
【００９７】
下段搬送コンベア５１を搬送されるワーク４は、段差部の存在により、上段搬送コンベア５２と衝突して前方コーナー部に負荷が作用し、図１０（ｂ）で示すようにワーク４の前方が上段搬送コンベア５２に乗り上げる。そして、搬送が進むと、図１０（ｃ）で示すように後方のコーナー部で支える形となって後方コーナー部に負荷が作用し、図１０（ｄ）で示すように、前方から浮き上がって下へ落ちるときに前方コーナ部に負荷が作用する。これらのように加振されてコーナー部に衝撃や負荷が作用するようになっている。そして、下段搬送コンベア５１と上段搬送コンベア５２の２本のエンドレスベルト５１４でこのような加振が行われる。このようにして特に四隅に割れ・クラック・ひびがある場合には割れを進展させて欠損させるようにしたため、割れ・クラック・ひびも検出できるようになった。
【００９８】
（６）欠損ワーク判別工程
図１１で示すように、ワークのちょうど四隅を検出する位置に４個の前方右側ワーク検出センサ６１、前方左側ワーク検出センサ６２、後方右側ワーク検出センサ６３、後方左側ワーク検出センサ６４を設置しておく。制御駆動装置９０は、４個のセンサがＯＮするタイミングがあるか否かを検出する。この場合、ワークのコーナー部の何れかの箇所に欠損があれば何れかの箇所の検出タイミングがずれるため欠損ワークであると判定でき、ワークのコーナー部の何れの箇所にも欠損がないならば検出タイミングが一致するため良品のワークであると判定できる。このようにワークの良否が瞬時に判断できるという利点がある。
【００９９】
このような検出方式を採用することにより、センサによりコーナー部の欠損の有無を確実に検出し、４個同時にＯＮにてワーク正常と判断できる。ワークの四隅のうち、どのコーナー部に欠損があっても、少なくともこの４個のセンサ情報で判別することができるので、ＴＶカメラ画像を処理するような高価な検出装置を使う必要がない。
【０１００】
そして、原理的には２個のセンサでも検出が可能である。搬送路上に、左右一対の非接触センサ（ワークの有り無し検出機能のみ）を設け、ワークの通過時にワークの両側面エッジ部を検出できるようにする。
【０１０１】
前方片側エッジ欠損ならば、２個のセンサＯＮタイミングの時間ずれを検出して判別することができる。
また、後方片側エッジ欠損も、２個のセンサＯＦＦタイミングの時間ずれを検出して判別することができる。
また、前方両側エッジ欠損は、センサＯＮ時間の長さが通常よりも短くなるため判別ができる。通常の時間長さは予め設定しておく。
また、後方両側エッジ欠損も、センサＯＮ時間の長さが通常よりも短くなるため判別ができる。通常の時間長さは予め設定しておく。
【０１０２】
なお、次のワーク切り出し動作は、後方右側ワーク検出センサ６３、後方左側ワーク検出センサ６４をワーク４の後端が通過したときであり、欠損がなければこのタイミングで切り出しされる。そして、欠損が検出された場合は、欠損ワーク排出後、搬送コンベアが正規の位置に復帰した時点で次のワークを切り出す動作を開始する。
【０１０３】
（７）ワーク仕分け工程
欠損品が検出されたとき、図１２（ａ）で示すように、欠損ワーク判別装置６０の搬送コンベア６５の直後にある欠損ワーク排出コンベア７１の前側を傾斜下降するようにし、欠損ワーク回収箱７２へ欠損ワークを落下させて回収するようにしている。その後、欠損ワーク排出コンベア７１を元の位置に復帰させて搬送可能状態とする。このように、安価な装置構成でワークの割れ・欠けを判別してから排出するまでを自動的に処理することができる。良品のワーク４は図１２（ｂ）で示すようにそのまま欠損ワーク排出コンベア７１、搬送コンベア７３により搬送される。
【０１０４】
（８）ワーク収納工程
搬送されてきた良品のワークを収納ストッカ昇降装置８２上の収納ストッカ８１内へ順次収納する。
収納ストッカ８１への収納法は様々（コンベア方式、アームにより押出しあるいは引き込み方式、ロボット搬送方式）あり、適宜選定すればよい。本形態では搬送コンベアの直後に配置されるワーク収納装置８０が収納ストッカ８１を昇降させて収納位置を調整し、良品のワークを搬送して収納する方式とした。本工程も自動化工程であり、ワークを収納した収納ストッカ８１は次工程へ搬出される。
積層ワーク切り出し方法はこのようなものである。
本形態の積層ワーク切り出しシステムおよび積層ワーク切り出し方法によれば第一，第二分離促進手段によりワーク間の貼り付き力を低減し、確実な切り出しを可能とする。さらにワーク加振搬送装置５０、欠損ワーク判別装置６０、ワーク仕分け装置７０により欠損ワークの検出・排除を行うようにした。これら効果が相乗的に相俟って生産性の向上に寄与する。
【０１０５】
続いて変形形態について説明する。図１３はワーク加振搬送装置の他の形態の説明図である。先に説明したワーク加振搬送装置５０では、図１０（ａ）で示すように下段搬送コンベア５１が上流側に、また、上段搬送コンベア５２が下流側に配置されたものであった。しかしながら、このような構成に限定する趣旨ではなく、下段搬送コンベア５１と上段搬送コンベア５２とが入れ替わって、図１３（ａ）で示すように、上段搬送コンベア５２が上流側に、また、下段搬送コンベア５１が下流側に配置されたものとしても良い。このような場合でもワークに対して振動を加える。
【０１０６】
また、図１３（ｂ）で示すように、下段搬送コンベア５１が上流側に、上段搬送コンベア５２が中流側に、また、下段搬送コンベア５１が下流側に配置されたものとしても良い。同様に図１３（ｃ）で示すように、上段搬送コンベア５２が上流側に、下段搬送コンベア５１が中流側に、また、上段搬送コンベア５２が下流側に配置されたものとしても良い。これらのような場合では、段差部の数が増えるためワークに対してより確実に振動を加える。
または、図１０（ａ）で示す２個のコンベアや図１３（ａ）で示す２個のコンベアを一ユニットとし、複数ユニットからなるワーク加振搬送装置としても良い。これらのような構成を採用してもよい。
【０１０７】
また、下段搬送コンベア５１の搬送速度に対して上段搬送コンベア５２の搬送速度を僅かに速くして、ワーク４の隅部にエンドレスベルトの摩擦力を付与して割れ・クラック・ひびを伸展させるようにしても良い。これら効果が相俟ってより確実に割れ・クラック・ひびを発生させる。
【０１０８】
以上、本発明のワーク加振搬送装置、欠損ワーク判別装置、積層ワーク切り出しシステムおよび積層ワーク切り出し方法について説明した。
本発明は、特に安価かつ簡素な構成であるにも拘わらず、ワークの割れが確実に検出されるようにして、生産性の向上に寄与するワーク加振搬送装置、欠損ワーク判別装置、積層ワーク切り出しシステムおよび積層ワーク切り出し方法を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０９】
以上のような本発明に係るワーク加振搬送装置、欠損ワーク判別装置、積層ワーク切り出しシステムおよび積層ワーク切り出し方法は、薄型のワークの切り出しに適している。
【符号の説明】
【０１１０】
１：積層ワーク切り出しシステム
２：積層ワーク収納カセット
３：積層ワーク
１０：気泡水供給装置
１１：気泡水生成装置
１２：気泡水供給路
１３：電磁弁
２０：分離水槽
２１：分離水槽本体
２２：載置部
２３：気泡水噴射装置
２３ａ：気泡水噴射孔
２３ｂ：気泡水
２４：浸漬水
２４ａ：水面
３０：切り出し装置
３１：切り出し水槽
３１１：出口部
３１２：オーバーフロー受け
３１３：ストック水槽
３２：積層ワーク昇降装置
３２１：積層ワーク昇降用モータ
３２２：積層ワーク昇降機構
３２３：積層ワーク昇降台
３３：本体フレーム
３４：切り出しコンベア昇降装置
３４１：エアシリンダ
３４２：昇降ロッド
３５：荷重計
３６：切り出しコンベア
３６１：駆動プーリ
３６２：従動プーリ
３６３：ガイドローラ
３６４：エンドレスベルト
３６４ａ：突部
３６５：切り出しコンベア駆動モータ
３７：気泡水噴射装置
３７ａ：気泡水
３８：浸漬水
３８ａ：水面
４０：複数枚ワーク送り防止装置
４１：上側搬送ローラ
４２：下側搬送ローラ
４３：滞留ワーク検出センサ
４４：ワーク通過検出センサ
４５：ローラ駆動モータ
４６：隙間
５０：ワーク加振搬送装置
５１：下段搬送コンベア
５１１：駆動プーリ
５１２：従動プーリ
５１３：ガイドローラ
５１４：エンドレスベルト
５２：上段搬送コンベア
６０：欠損ワーク判別装置
６１：前方右側ワーク検出センサ
６２：前方左側ワーク検出センサ
６３：後方右側ワーク検出センサ
６４：後方左側ワーク検出センサ
７０：ワーク仕分け装置
７１：欠損ワーク排出コンベア
７２：欠損ワーク回収箱
７３：搬送コンベア
８０：ワーク収納装置
８１：収納ストッカ
８２：収納ストッカ昇降装置
８２１：昇降用モータ
８２２：置き台昇降機構
８２３：収納ストッカ置き台
８３：支持台
９０：制御駆動装置
１００：ワーク側方ガイド
【技術分野】
【０００１】
本発明は、割れ・欠損が生じたワークの検出・排除に寄与するワーク加振搬送装置、欠損ワーク判別装置、積層ワーク切り出しシステムおよび積層ワーク切り出し方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池用ウェーハや半導体用ウェーハなどの製造では、インゴットから薄板状のワークへ切断して多数のワークを生成し、そしてこれら多数のワークをそのまま積み重ねた積層ワークとして次工程まで搬送することが多い。そして次の工程では、これらの積層ワークからワークを一枚づつ分離して取り出す（以下、切り出すという）処理を行い、切り出したワークを搬送し、収納ストッカに収納することとなる。ワークの搬送に際しては、ワークに衝撃を与えないようにしていた。
【０００３】
このようなワークの搬送に関する従来技術としては、例えば、特許文献１（特開２００９−２００４４０号公報、発明の名称「基板搬送補助装置および基板搬送補助方法」）に記載の発明が知られている。
【０００４】
特許文献１には、特に段差の発生を極力回避して衝撃を与えないように搬送することで、搬送される基板との接触部分における摩耗による不具合（例えば位置決め精度の低下や基板の欠け等の不具合）を解消する基板搬送補助装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２００４４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１でも解決課題となっていたが太陽電池用パネルなどの矩形ワークでは、特に四隅のコーナー部に割れや欠損（欠け）が発生することが多い。四隅のコーナー部に割れや欠損（欠け）が発生しないことがもちろん好ましいが、このような割れや欠損の発生を完全になくすことは現状容易ではない。そこで現実的対処法として、四隅のコーナー部に割れや欠損（欠け）が発生したワークを排除するようにしている。ワークを搬送途中で検査し欠損ワークを確実に排出することができれば後工程での処理プロセスにおけるトラブル（停止→回収など）を回避することができ、生産性を損ねることがない。
【０００７】
仮にＴＶカメラで画像を取り込み、欠損判別処理（画像処理）する方法もあるが非常に高価であることがネックとなっていた。特に問題なのは、ワークに発生した割れ・クラック・ひび（欠損に至らないもの）が内在している場合は、ワーク自身は欠損品として排出する必要があるにもかかわらず、見た目は矩形を保持しており、外部からの非接触検査では検出が難しい場合が多い。ウェットな表面で“割れ”を確実に検出することは上記の画像処理によっても困難と言われている。
【０００８】
このように現状では、検出装置が高価であるという問題があった。
さらに高価な検出装置を用いても割れ・クラック・ひび（欠損に至らないもの）を内在するワークの検出が容易ではなかった。
【０００９】
そこで、本発明は上記した問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、安価かつ簡素な構成であるにも拘わらず、ワークの割れが確実に検出されるようにして、生産性の向上に寄与するワーク加振搬送装置、欠損ワーク判別装置、積層ワーク切り出しシステムおよび積層ワーク切り出し方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の請求項１に係る発明は、
搬送路中に配置される下段搬送コンベアと、
下段搬送コンベアよりも高い位置に配置される上段搬送コンベアと、
を備え、
下段搬送コンベアと上段搬送コンベアとで形成される段差により、ワークに対して加振しつつ搬送してワークの割れの入ったコーナー部を欠損させることを特徴とするワーク加振搬送装置とした。
【００１１】
矩形ワークでは、特に四隅のコーナー部にひびや割れが発生しやすいため、段差により加振することでワークの割れ入ったコーナー部を確実に欠損させるようにした。このようなワーク加振搬送装置は簡易かつ安価な構成とすることが可能である。また、欠損によりワークの割れが確実に検出されるようにして、生産性の向上に寄与する。
【００１２】
また、本発明の請求項２に係る発明は、
搬送されるワークの四隅の直上に位置し、ワーク通過時にワークの四隅のコーナー部の有無を同時に検出するようにした、それぞれ非接触センサである４個のワーク検出センサを備え、
コーナー部の欠損がないときには同時に変化する検出信号を、また、コーナー部の欠損があるときには変化が異なるような検出信号を出力し、欠損ワークであるか否かを判別するようにしたことを特徴とする欠損ワーク判別装置とした。
【００１３】
このような欠損ワーク判別装置は４個のワーク検出センサという簡易かつ安価な構成であるにも拘わらず、搬送しながら瞬時に欠損ワークであるか否かを確実に判別するという高い機能を実現した。また、ワークの割れが確実に検出されるようにして、生産性の向上に寄与する。
【００１４】
また、本発明の請求項３に係る発明は、
搬送されるワークの左右の二隅の直上に位置し、ワーク通過時に夫々ワークを検出している時間の長さを同時に検出するようにした、それぞれ非接触センサである２個のワーク検出センサを備え、
コーナー部の欠損がないときには夫々ワークを検出している時間の長さが適正値であることを、また、コーナー部の欠損があるときには夫々ワークを検出している時間の長さが適正値以下であることを出力し、欠損ワークであるか否かを判別するようにしたことを特徴とする欠損ワーク判別装置とした。
【００１５】
このような欠損ワーク判別装置はさらに少ない２個のワーク検出センサという簡易かつ安価な構成であるにも拘わらず、搬送しながら瞬時に欠損ワークであるか否かを確実に判別するという高い機能を実現した。また、ワークの割れが確実に検出されるようにして、生産性の向上に寄与する。
【００１６】
また、本発明の請求項４に係る発明は、
複数ワークが積層された積層ワークから一枚づつワークを分離するという切り出し処理を行う積層ワーク切り出しシステムであって、
搬送路中に配置される下段搬送コンベアと、下段搬送コンベアよりも高い位置に配置される上段搬送コンベアと、を備え、下段搬送コンベアと上段搬送コンベアとで形成される段差により、ワークに対して加振しつつ搬送してワークの割れの入ったコーナー部を欠損させるワーク加振搬送装置と、
搬送されるワークの四隅のコーナー部の欠損を検出するワーク検出センサを備え、コーナー部の欠損がないときには同時に変化する検出信号あるいはワークを検出している時間の長さが適正値であることを、また、コーナー部の欠損があるときには変化が異なるような検出信号あるいはワークを検出している時間の長さが適正値以下であることを出力し、欠損ワークであるか否かを判別する欠損ワーク判別装置と、
を備え、
ワーク加振搬送装置が、搬送路の任意の位置に設けられた段差により、ワークに衝撃を付与してワークの割れの入ったコーナー部を欠損させ、
欠損ワーク判別装置が、割れを検出することを特徴とする積層ワーク切り出しシステムとした。
【００１７】
加振することでワークの割れ入ったコーナー部を欠損させ、その後に欠損ワークであるか否かを確実に判別するようにした。したがって、ひび・割れが入った欠損ワークを排除するため、ワークの割れが確実に検出されるようにして、生産性の向上に寄与する。
【００１８】
本発明の請求項５に係る発明は、
欠損ワーク判別装置で判別された欠損ワークを回収するワーク仕分け装置を備えることを特徴とする請求項４に記載の積層ワーク切り出しシステムとした。
【００１９】
後工程へ欠損ワークを流さないようにして、生産性を向上させる。
【００２０】
本発明の請求項６に係る発明は、
請求項５に記載の積層ワーク切り出しシステムによる積層ワーク切り出し方法であって、
ワーク加振搬送装置によりワークに対して加振しつつ搬送してワークのひびの入ったコーナー部を欠損させるコーナー部欠損工程と、
欠損ワーク判別装置により搬送されるワークのコーナー部の欠損を検出して欠損ワークであるか否かを判別する欠損ワーク判別工程と、
ワーク仕分け装置により欠損ワーク判別工程で判別された欠損ワークを回収し、良品のワークを下流へ流すワーク仕分け工程と、
を有することを特徴とする積層ワーク切り出し方法とした。
【００２１】
加振することでワークの割れ入ったコーナー部を欠損させてから欠損ワークであるか否かを判別し、欠損ワークは回収して後工程へ欠損ワークを流さないようにしたため、生産性を向上させる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、安価かつ簡素な構成であるにも拘わらず、ワークの割れが確実に検出されるようにして、生産性の向上に寄与するワーク加振搬送装置、欠損ワーク判別装置、積層ワーク切り出しシステムおよび積層ワーク切り出し方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明を実施するための形態の積層ワーク切り出しシステムのブロック図である。
【図２】気泡水供給装置および分離水槽の説明図である。
【図３】切り出し装置、複数枚ワーク送り防止装置、ワーク加振搬送装置、欠損ワーク判別装置、ワーク仕分け装置、ワーク収納装置の側面図である。
【図４】切り出し装置、複数枚ワーク送り防止装置、ワーク加振搬送装置、欠損ワーク判別装置、ワーク仕分け装置、ワーク収納装置の平面図である。
【図５】切り出しコンベアおよび複数枚ワーク送り防止装置の詳細説明図である。
【図６】搬送コンベアの説明である。
【図７】切り出しコンベアの動作説明図である。
【図８】複数枚ワーク送り防止装置の動作説明図である。
【図９】複数枚ワーク送り防止装置の動作説明図である。
【図１０】ワーク加振搬送装置の説明図である。
【図１１】欠損ワーク判別装置の説明図である。
【図１２】ワーク仕分け装置の説明図である。
【図１３】ワーク加振搬送装置の他の形態の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
続いて、本発明を実施するための形態について図を参照しつつ以下に説明する。まず、積層ワーク切り出しシステム１の全体構造について図１，図２，図３，図４を参照しつつ説明する。積層ワーク切り出しシステム１は、図１で示すように、気泡水供給装置１０、分離水槽２０、切り出し装置３０、複数枚ワーク送り防止装置４０、ワーク加振搬送装置５０、欠損ワーク判別装置６０、ワーク仕分け装置７０、ワーク収納装置８０、制御駆動装置９０を備える。そして、搬送路の側方には、図４で示すようにワーク側方ガイド１００が設けられる。この積層ワーク切り出しシステム１は、多数のワークが積層された積層ワーク３から一枚のワーク４を切り出して搬送する、というものである。なお、本明細書では図４で示すように搬送方向の下流側（ワーク収納装置８０側）を前方とし、搬送方向の上流側（切り出し装置３０側）を後方として以下に説明する。
【００２５】
気泡水供給装置１０は、図２に示すように、気泡水生成装置１１、気泡水供給路１２、電磁弁１３を備えている。
気泡水生成装置１１は、水に微細な気泡を混入させた気泡水を生成して供給する。気泡水生成装置１１は、図２で示すように気泡水供給路１２を介して分離水槽２０に気泡水を供給する。また、気泡水生成装置１１は、図２，図４で示すように気泡水供給路１２と電磁弁１３を介して切り出し装置３０に気泡水を供給する。この電磁弁１３は、制御駆動装置９０に接続されており、制御駆動装置９０が電磁弁１３を所定タイミング（後述）で開閉して気泡水供給を行う。
【００２６】
分離水槽２０は、図２に示すように、分離水槽本体２１、載置部２２、気泡水噴射装置２３を備える。
分離水槽本体２１内は浸漬水２４で満たされている。この浸漬水２４は、例えば、ワークに影響を与えるような不純物を含まない水（例えば純水）であるが、これ以外にもワークに影響を与えない液体を採用することができる。
【００２７】
積層ワーク収納カセット２は分離水槽２０に配置するように作成されたものであり、積層ワーク収納カセット２には積層ワーク３が収納された状態であり、浸漬水２４内の載置部２２にこの積層ワーク収納カセット２が載せられている。積層ワーク収納カセット２では積層ワーク３のワーク面が横向きになってワークが立てられた状態の縦置きとして収納される。そしてそれぞれ積層ワーク３が搭載された状態の複数（図では４個）の積層ワーク収納カセット２が浸漬水２４内に浸漬された状態でストックされている。この際、積層ワーク３は全てが浸漬水２４中に沈んでおり、積層ワーク３の最高部は水面２４ａよりも下側にある。
【００２８】
載置部２２の下側には、図２のカセット下面図でも示すように、気泡水噴射装置２３が配置されている。気泡水噴射装置２３は、気泡水供給路１２に接続されており、気泡水噴射孔２３ａから気泡水２３ｂを、積層ワーク３の積層面に向けて噴射する。後述するが気泡水２３ｂが隣り合うワークの間に入りこみ、この浸入水と気泡が両ワーク面の間に滞留する。この浸入水と気泡が隣り合うワークを滑りやすくする。気泡水噴射装置２３は、これら積層ワーク３に対してワークの分離を促進する第一分離促進手段に相当する。
【００２９】
切り出し装置３０は、図３，図４で示すように、切り出し水槽３１、積層ワーク昇降装置３２、本体フレーム３３、切り出しコンベア昇降装置３４、荷重計３５、切り出しコンベア３６、気泡水噴射装置３７を備える。
【００３０】
切り出し水槽３１は、出口部３１１（図５参照）、オーバーフロー受け３１２、ストック水槽３１３（図４参照）を備える。切り出し水槽３１内に配置され、切り出しコンベアの下側に配置された積層ワーク３が切り出し対象となる。切り出し水槽３１の側面に出口部３１１が形成されており、この出口部３１１を通じてワーク４が搬送される。また、切り出し水槽３１内に浸漬水３８を入れると出口部３１１の下辺から水がでるため、出口部３１１の下辺が水面３８ａの高さと一致する（図５参照）。この出口部３１１を上回る水はオーバーフローとして出口部３１１から流れるが、オーバーフロー受け３１２により回収される。ストック水槽３１３では切り出し前の積層ワーク３がストックされる。
【００３１】
積層ワーク昇降装置３２は、図３で示すように、さらに積層ワーク昇降用モータ３２１、積層ワーク昇降機構３２２、積層ワーク昇降台３２３を備える。積層ワーク昇降台３２３上には積層ワーク３が水平置きで載置される。この積層ワーク昇降台３２３を昇降する積層ワーク昇降機構３２２が設けられており、この積層ワーク昇降機構３２２を積層ワーク昇降用モータ３２１が駆動し、積層ワーク昇降台３２３とともに積層ワーク３を昇降する。
【００３２】
本体フレーム３３はＬ板状の構造体であり、切り出し水槽３１の上側にオーバハングして設けられる。
【００３３】
切り出しコンベア昇降装置３４は、さらにエアシリンダ３４１、昇降ロッド３４２を備える。エアシリンダ３４１は本体フレーム３３に固定されている。エアシリンダ３４１ではピストンロッドが昇降し、このピストンロッドに連結される昇降ロッド３４２も昇降する。
【００３４】
荷重計３５は昇降ロッド３４２に一端が取り付けられる。そして他端に後述する切り出しコンベア３６が取り付けられる。荷重計３５は切り出しコンベア３６が積層ワーク３の最上のワーク面を押すときに、押圧力に相当する荷重データを出力する。荷重データは制御駆動装置９０へ送られて荷重調整制御に用いられる。
【００３５】
切り出しコンベア３６は、図５で示すように、駆動プーリ３６１、従動プーリ３６２、ガイドローラ３６３、エンドレスベルト３６４、切り出しコンベア駆動モータ３６５を備える。駆動プーリ３６１は図示しない駆動機構を介して切り出しコンベア駆動モータ３６５により回転駆動される。駆動プーリ３６１と従動プーリ３６２とにはエンドレスベルト３６４が掛け渡されており、駆動プーリ３６１の回転駆動とともにエンドレスベルト３６４が移動して従動プーリ３６２も回転する。ガイドローラ３６３は特にワーク面に接触するエンドレスベルト３６４の下側が略水平に移動するようにしている。これら駆動プーリ３６１、従動プーリ３６２、ガイドローラ３６３は回転体である。なお、上記のような構成に限定する趣旨ではなく、少なくともガイドローラ３６３を配置してエンドレスベルト３６４の下側が略水平に移動するようにすれば、本形態の搬送コンベアを構成する。
【００３６】
エンドレスベルト３６４は弾性体により形成されており、エンドレスベルト３６４の表面には、略等間隔で帯状の複数の突部３６４ａが全周にわたり設けられる。また、突部３６４ａは、幅方向には全体的に設けられる。このような突部３６４ａはエンドレスベルト３６４の全面に設けられる。仮に突部３６４ａがないとエンドレスベルト３６４の広い面での接触となって均一な接触状態を確保することが難しく、加えて切り出しコンベア３６が傾いたときには接触が強い箇所や弱い箇所等が発生して面接触状態を均一に保持できずにすべりを生じるおそれがあるが、このような突部３６４ａを設けることで突部３６４ａが変形してワーク面に密着するので接触状態を得やすくなり、エンドレスベルト３６４によるワークへの押圧力が均一になるようにしている。この突部３６４ａの形状は各種可能であり、例えば、帯状・波形状・山形状等が有効である。そしてこのようなエンドレスベルト３６４は図４では２本備える。
【００３７】
切り出しコンベア３６による切り出しではこのエンドレスベルト３６４の突部３６４ａをワーク面に所定の押圧力で押し当てて、ワーク面との間に摩擦力を発生させて一枚のワーク４（図４参照）を水平方向へ搬送する。
なお、エンドレスベルト３６４については２本に限定するものではなく、１本から数本の構成とすることが可能であるが、実際は１本の幅広のエンドレスベルト３６４では均一な当て方が難しく、２本以上が好ましい。本形態では最低数の２本のエンドレスベルト３６４を備える構成としている。
【００３８】
気泡水噴射装置３７は、気泡水供給路１２に接続されており、気泡水噴射孔から気泡水３７ａを、積層ワーク３の積層面に向けて噴射する。後述するが気泡水３７ａが隣り合う上下のワークの間に入りこみ、気泡が両ワーク面の間に滞留する。このワーク間への浸入水と気泡が隣り合うワークを滑りやすくする。気泡水噴射装置３７は、これら積層ワーク３に対してワークの分離を促進する第二分離促進手段に相当する。
【００３９】
このような切り出し装置３０では、積層ワーク３における各ワークの厚み変動やワーク間介在物（水膜や微小な異物など）などの影響で切り出しコンベア３６によるベルト押圧力が変動する懸念がある。ベルト押圧力が適正に設定されず、ベルト押圧力が大きくなるとワークへの負荷が増大してワーク欠損の原因になり、また、ベルト押圧力が小さくなると、コンベアとワーク間の摩擦力が低下して、切り出し動作ができなくなるなどの問題が生じる。ワーク厚さ（例えば０．１ｍｍ〜１ｍｍ）は一定と言われているが、稀に厚みの異なるワークもあること、また、積層ワーク３のワーク枚数が多い場合には厚み誤差や積層ワーク昇降台３２３の位置決め誤差などが累積する可能性もあり、実際に、積層ワーク３のワーク枚数が数百枚になると上記のような現象が出るおそれが増大する。
【００４０】
そこで、切り出しコンベア３６のベルト押圧力を荷重計３５で検出して荷重データとして制御駆動装置９０へ出力し、制御駆動装置９０が図示しないエア回路を制御してエアシリンダ３４１に流入するエアの量を制御して押圧力を常に一定の状態に設定するようにしている。これにより、上記したような変動によらずに一定荷重にて切り出しを行えるようにしている。切り出し装置３０はこのようなものである。
【００４１】
複数枚ワーク送り防止装置４０は、上側搬送ローラ４１、下側搬送ローラ４２、滞留ワーク検出センサ４３、ワーク通過検出センサ４４、ローラ駆動モータ４５（図４参照）を備える。
上側搬送ローラ４１は、比較的硬質な弾性体による円柱体である。
下側搬送ローラ４２は、比較的硬質な弾性体による円柱体である。
上側搬送ローラ４１と下側搬送ローラ４２との間には隙間４６（図５参照）が形成される。上側搬送ローラ４１と下側搬送ローラ４２は上記のように比較的硬質な弾性体であるため、隙間４６はほぼ一定の幅に保たれる。この隙間４６は一枚のワーク４の厚みと同程度であり、２枚以上のワーク４は同時に通過できないようになされている。また、上側搬送ローラ４１は隙間４６がある箇所では外周面が搬送方向へ移動するような回転としている。下側搬送ローラ４２は隙間４６がある箇所では外周面が搬送方向とは反対方向へ移動するような回転としている。
【００４２】
滞留ワーク検出センサ４３は、例えば非接触センサであり、隙間４６を通過できないで滞留しているワーク４があるか否かを検出する。この滞留ワーク検出センサ４３は、図３，図４で示すように搬送路の上側であって切り出し装置３０と上側搬送ローラ４１との間に配置される。なお、搬送路の下に配置されて上側の滞留ワークを検出するようにしてもよい。
【００４３】
ワーク通過検出センサ４４は、例えば非接触センサであり、通過するワークがあるか否かを検出する。このワーク通過検出センサ４４は、上側搬送ローラ４１・下側搬送ローラ４２から完全に排出されたワークの前側先頭を検出するような位置に配置される。図３，図４で示すように搬送路の上側に配置されて下側のワークを検出するように設けられている。このような複数枚ワーク送り防止装置４０の詳細については切り出し方法の説明にて詳述する。
【００４４】
ワーク加振搬送装置５０は、複数の搬送コンベアの間で搬送経路途中で段差を付けたというものであり、本形態では二個の搬送コンベアを採用し、下段搬送コンベア５１と、上段搬送コンベア５２とを備える。これら下段搬送コンベア５１と、上段搬送コンベア５２とは、何れも同じ型の搬送コンベアである。下段搬送コンベア５１について説明すると、図６で示すように、駆動プーリ５１１、従動プーリ５１２、ガイドローラ５１３、エンドレスベルト５１４、搬送コンベア駆動モータ（図示せず）を備える。
【００４５】
駆動プーリ５１１は図示しない駆動機構を介して搬送コンベア駆動モータにより回転駆動される。駆動プーリ５１１と従動プーリ５１２とにはエンドレスベルト５１４が掛け渡されており、駆動プーリ５１１の回転駆動とともにエンドレスベルト５１４が移動して従動プーリ５１２も回転する。ガイドローラ５１３は特にワーク面の下側に接触するエンドレスベルト５１４の上側が略水平に移動するようにしている。このエンドレスベルト５１４は切り出しコンベアによる切り出し時のような強い摩擦力は不要であり、突起はなく平面状に形成される。また、上段搬送コンベア５２も同じ構造であり同じ構成を有するものとして重複する説明を省略する。
【００４６】
下段搬送コンベア５１は複数枚ワーク送り防止装置４０の隙間４６を通って搬送されるワーク４がほぼ同じ高さで搬送されるようになされている。そして上段搬送コンベア５２はこの搬送高さよりも上側で搬送されるようになされている。このように下段搬送コンベア５１と上段搬送コンベア５２とで段差を付けて搬送される理由については後述する。
【００４７】
また、ワーク加振搬送装置５０の矩形状のワーク４の搬送路では、ワーク４より若干幅が大きくなるようにしたワーク側方ガイド１００を左右に設けてワークが回動しないようにして、姿勢を保持する。ワーク側方ガイド１００のすぐ横にエンドレスベルト５１４が位置しており、エンドレスベルト５１４の上にワーク４の四隅が載った状態で搬送される。このワーク側方ガイド１００は欠損ワーク判別装置６０、ワーク仕分け装置７０の側方にも形成されており、ワーク４をワーク収納装置８０の収納ストッカ８１へ収納するときにもワーク側方ガイド１００が形成されており、ワーク４の位置決めを確実に行うことができる。
【００４８】
欠損ワーク判別装置６０は、前方右側ワーク検出センサ６１、前方左側ワーク検出センサ６２、後方右側ワーク検出センサ６３、後方左側ワーク検出センサ６４、搬送コンベア６５を備える。
【００４９】
前方右側ワーク検出センサ６１は、下側にあるワーク４の前方右側角の有無をピンポイントで検出する。
前方左側ワーク検出センサ６２は、下側にあるワーク４の前方左側角の有無をピンポイントで検出する。
後方右側ワーク検出センサ６３は、下側にあるワーク４の後方右側角の有無をピンポイントで検出する。
後方左側ワーク検出センサ６４は、下側にあるワーク４の後方左側角の有無をピンポイントで検出する。
搬送コンベア６５は、図６を用いて説明した送り防止装置側搬送コンベア５１と同じ構造であり、各構成については同じ符号を付すとともに重複する説明を省略する。
【００５０】
これらセンサ６１，６２，６３，６４は、図１１で示すように、搬送コンベア６５のある検出ポイントにワーク４が位置するとき、それぞれがそのワークの四隅の上方に位置している。実際は搬送コンベア６５でワークを搬送した状態で検出が行われていく。なお、ワーク側方ガイド１００と、搬送コンベア６５のエンドレスベルト５１４と、の間には隙間１０１が設けられており、エンドレスベルト５１４の上のワーク４の四隅の下は隙間１０１が空けられてコーナー部の有無によりこれらセンサ６１，６２，６３，６４が検知することができるようになっている。これらセンサ６１，６２，６３，６４は制御駆動装置９０に接続されている。検出および検出結果に基づく制御駆動装置９０が行う処理については後述する。
【００５１】
ワーク仕分け装置７０は、図３，図４で示すように、欠損ワーク排出コンベア７１、欠損ワーク回収箱７２、搬送コンベア７３を備える。欠損ワーク搬出コンベア７１は、図６を用いて説明した下段搬送コンベア５１と同じ構造ではあるが、欠損ワーク搬出コンベア７１はさらに傾斜駆動機構が設けられている。図３，図６を参照すると、従動プーリ５１２側（上流側）を回転軸として、図示しない傾斜駆動機構が制御駆動装置９０からの指令を受けて駆動プーリ５１１側（下流側）が下方向に傾斜するようになされている。欠損ワークが搬送されてきたとき、欠損ワーク排出コンベア７１を傾斜させて（図１２（ａ）参照）、欠損ワーク回収箱７２へ欠損ワークを落下させて排出する。排出後に欠損ワーク排出コンベア７１を元の位置に戻す（図１２（ｂ）参照）。
欠損がない良品のワークである場合は、傾斜せずに欠損ワーク排出コンベア７１からそのまま搬送コンベア７３へ搬送される。なお、この搬送コンベア７３も図６を用いて説明した下段搬送コンベア５１と同じ構造ではある。
【００５２】
ワーク収納装置８０は、図３，図４で示すように、収納ストッカ８１、収納ストッカ昇降装置８２、支持台８３を備える。
収納ストッカ８１は、ワークを一枚ずつ離した状態で収納するようになされたストッカである。
収納ストッカ昇降装置８２は、収納ストッカ８１を昇降させる装置であり、さらに昇降用モータ８２１、置き台昇降機構８２２、収納ストッカ置き台８２３を備える。
支持台８３は、収納ストッカ昇降装置８２を支持する。
【００５３】
収納ストッカ置き台８２３上には収納ストッカ８１が水平置きで載置される。この収納ストッカ置き台８２３は置き台昇降機構８２２による昇降されるようになされており、この置き台昇降機構８２２を昇降用モータ８２１が駆動し、収納ストッカ置き台８２３を昇降する。搬送コンベア７３から搬送されたワーク４が所定高さにある収納ストッカ８１へ直接搬入される。
制御駆動装置９０は、特に複数枚ワーク送り防止装置４０のローラ駆動モータ４５、積層ワーク昇降装置３２の積層ワーク昇降用モータ３２１を駆動するようになされており、これらは本発明の制御駆動手段に相当する。制御駆動装置９０は、滞留ワーク検出センサ４３、ワーク通過検出センサ４４も接続されており、これら検出信号に基づいて各種の制御を行う。
積層ワーク切り出しシステム１の全構成はこのようなものである。
【００５４】
続いて、本発明の積層ワーク切り出し方法について説明する。インゴットをスライスして生成した複数枚のワークがそのまま積み重ねられて積層ワークとなっている。そして、積層ワーク切り出しシステム１は、このように複数ワークが積層された積層ワークから一枚づつワークを分離して取り出すという切り出し処理を行うというものであり、特に、ワークの搬送路としてワーク加振搬送装置、欠損ワーク判別装置、ワーク仕分け装置を採用する点に特徴がある。このような積層ワーク切り出しシステム１を用いる切り出しは、以下の積層ワーク切り出し方法により行われる。
【００５５】
この積層ワーク切り出し方法では、前記した積層ワーク切り出し装置を用いて、（１）一次分離工程、（２）ストック工程、（３）ワーク切り出し工程、（４）複数枚ワーク分離工程、（５）コーナー部欠損工程、（６）欠損ワーク判別工程、（７）ワーク仕分け工程、（８）ワーク収納工程により行われる。以下各工程について説明する。
【００５６】
（１）一次分離工程
インゴットからスライスした直後という初期の積層ワーク３ではワーク間で貼り付きが強固な積層状態となっており、直ちに切り出しすることは困難である。そこで予めワーク間で貼り付きを弱くする分離促進を行う。まず、ワーク間での貼り付き力について考察する。
【００５７】
面粗度の良い２つのワーク面が重なり合った場合の貼り付きについてはレオロジーの問題として考えられる。断面でみて幅Ｄの２枚のワークの間に厚さＨの水の層があるとする。ワーク面に対して鉛直方向となるように、一方のワークから他方のワークを離すように移動させると、水は体積一定の条件で内側（中央側）へ流れ込み、細くなっていく。水平方向（内側へ向かう）水の速度をＶとすれば、（ある断面をみれば）次式のように表される。
【００５８】
［数１］
Ｖ≒Ｈ’（Ｄ／Ｈ）
【００５９】
これにより（ワーク面の界面では水の水平方向の速度はゼロと考えると）、内向きの流れの速度勾配は次式のようになる。
【００６０】
［数２］
γ’≒Ｖ／Ｈ
【００６１】
また、ηを水の粘度とすると、ワーク面に対して次式で表されるようなずり応力を与える。
【００６２】
［数３］
σ＝ηγ’
【００６３】
一方このようなずり流れは、ワーク面に挟まれた水の内側と外側との圧力差によると考えることができる。大気圧Ｐ０、水の中心部の圧Ｐとすれば、ある断面で見ると、次式が成立する。
【００６４】
［数４］
Ｈ（Ｐ−Ｐ０）＝−Ｄσ
【００６５】
これらを纏めると以下のようになる。
【００６６】
［数５］
Ｐ−Ｐ０＝−｛（Ｄ／Ｈ）２｝η（Ｈ’／Ｈ）
【００６７】
このワーク面を引き剥がす力をＦとすれば、Ｆは（Ｐ０−Ｐ）Ｄ２と見積もれるので、（ここではＤ２のワーク面）Ｆは次式のようになる。
【００６８】
［数６］
Ｆ＝｛（Ｄ／Ｈ）３｝ηＨ’Ｄ
【００６９】
このように力Ｆは離して行く速度Ｈ’と、粘度ηと、（Ｄ／Ｈ）３とＤに依存する式となっている。
因みにワーク板を平行に速度Ｖで滑らせるときの粘性抵抗力Ｇはσ×Ｄ２であって、先の数式に代入すると次式のようになる。
【００７０】
［数７］
Ｇ＝（Ｄ／Ｈ）ηＶＤ
【００７１】
このように力Ｇは先に説明した力Ｆよりかなり小さい。そこで、ワーク面と可能な限り平行方向に切り出すようにして、切り出し易いようにしている。しかしながら、依然Ｇの存在により切り出しに力を要するものとなっている。そこで、切り出し動作が容易となるように、予め隣り合うワーク間での貼り付き状態を緩和（ワーク間の液層厚さＨを大きくする、接触面積〜Ｄを小さくする、浸漬水の粘度ηを小さくするなど）する一次分離を行う。
【００７２】
具体的には、図２で示すように、積層ワーク収納カセット２に収納された積層ワーク３のワーク面が横向きになるようにして（縦置きして）分離水槽本体２１内の浸漬液２４中に浸漬する。そして、分離水槽本体２１の下部に配置された気泡水噴射装置２３から気泡水２３ｂを噴射して積層ワーク３の積層面へ下側から連続して当てる。この気泡水２３ｂに含まれる気泡は例えばマイクロバブルやナノバブルの混合状態と推定される。このように気泡水２３ｂに当てる分離促進処理を数分から数十分行いワーク間に小さな気泡を含んだ液体を浸入させる。ワーク間に液体および微細な気泡が入り込むとワーク間の貼り付き力を小さくする。気泡は圧縮性があるので、ワーク間に再び負荷がかかった場合は水は流れ出ても気泡はワーク間に滞留しやすいため、貼り付き力の低下が維持されると推定される。また、実験的に貼り付き力の低下を確認している。このような分離促進処理を数分から数十分行った後に気泡水の噴射を停止して一次分離工程を終了する。
このような一次分離工程を施すことで浸入した気泡はワーク間に取り込まれており、後にワークを起こして切り出しを行うときにワーク間に加圧力が多少加えられても気泡は外側へ逃げずに滞留し、円滑にワークを移動させる効果があると推察される。
【００７３】
（２）ストック工程
一次分離工程終了後、積層ワーク３が収納される積層ワーク収納カセット２を分離水槽２０から取り出し、積層ワーク収納カセット２から取り外された積層ワーク３を切り出し水槽３１のうちのストック水槽３１３内へ搬送して図４で示すようにストックする。これらの一次分離の終わった積層ワーク３は複数本がストック水槽３１３内にストックされる。この際、積層ワーク３のワーク面が上下側に面するような横置きでストックされる。
このようなストックは本形態では周知のロボットハンド（図示せず）により切り出し位置へセットされるが、人手によりストックすることも可能である。このストック水槽３１３内に積層ワーク３をストックするようにしたため、切り出しコンベア３６へ連続して積層ワーク３を供給できるようになる。
【００７４】
（３）ワーク切り出し工程
切り出し装置３０におけるワークの切り出し工程は、さらに、（ａ）ワークの搬入、（ｂ）ワーク初期位置動作、（ｃ）切り出し位置動作、（ｄ）コンベア下降・押圧力設定、（ｅ）各機器の運転開始、（ｆ）切り出し、（ｇ）ワーク通過検出、（ｈ）滞留ワーク排出処理、（ｉ）ワーク初期位置動作、（ｊ）次ワーク切り出し位置調節、（ｋ）コンベア押圧力検出、（ｌ）次ワーク切り出しにより行われる。以下、詳細を説明する。
【００７５】
（ａ）ワークの搬入
ワーク切り出し装置３０には、昇降機能を有する積層ワーク昇降台３２３が切り出し水槽３１内に配置されており、周知の自動ローダ装置（図示せず）は、ストック水槽３１３内にある切り出し対象の積層ワーク３を取出し、この積層ワーク３を積層ワーク昇降台３２３上にセットする。この搬入の際、必要により、切り出しコンベア３６を上昇させるとともに積層ワーク昇降台３２３を下降させておき、積層ワーク３の搬入のための十分に広い空間を確保しておく。切り出し水槽３１内にあって予め下方へ退避していた積層ワーク昇降台３２３上に積層ワーク３が自動ローディングされる。
【００７６】
（ｂ）ワーク初期位置動作
積層ワーク３を浸漬液３４中で横置き状態にすると、切り出し時の押圧力やワークの自重が作用するため、下層のワークほどワーク間の液体や気泡が外部に抜けやすくなる。しかしながら、積層ワーク３の上側は浮力などにより浸入しやすい状態となっており、再度気泡水を噴射することで貼り付き力を低下させ、切り出しをし易いようにしている。これは、特に一次分離工程でのワーク間分離を補足する意味があり、ワーク間への気泡水の浸入を補って水平置き時の自重などによる液体および気泡の散逸による一次剥離効果の低下を防ぐ役割を果たす。
【００７７】
まず、制御駆動装置９０が積層ワーク昇降装置３２を制御して制御積層ワーク昇降台３２３の位置を調節し、図７（ａ）で示すように、積層ワーク３の最上部が水面３４ａよりも下側にあるように位置させる（図７（ａ）の拡大図参照）。この時も、積層ワーク３はワーク面が水平となるようにセットされる。この積層ワーク３の最上部付近であって切り出し水槽３１内では、ワークの搬送方向前側の最上部付近に気泡水を噴射する気泡水噴射装置３７が配置されている。この気泡水噴射装置３７は、図４にも示すように、ワークの幅方向全体に噴射するようになされている。このような気泡水噴射装置３７から気泡水を最上部ワークと２枚目ワークの間を中心に噴射する。このようなワーク初期位置（水没位置）でのみ気泡水を噴射する。
【００７８】
（ｃ）切り出し位置動作
続いて、気泡水の噴射を止めて、図７（ｂ）で示すように、積層ワーク３を切り出し位置まで上昇させるように制御駆動装置９０が積層ワーク昇降装置３２を制御する。図７（ｂ）の拡大図で示すように、切り出し水槽３１内は浸漬水３８で満たされているが、積層ワーク３の最上部の二枚のワークおよび三枚目のワークの半分が水面３８ａ上に出ているような状態としている。これは仮にワークを２枚切り出しても２枚のワークは切り出し水槽３１の出口部３１１の枠に衝突しないようにするためである。また、万が一３枚切り出しても３枚目は出口部３１１により停止させるためである。このような出口部３１１により３枚目以降の同時送りの発生するおそれを低減している。
【００７９】
なお、積層ワーク昇降台３２３の位置は予め決定されている。例えば、２０枚の積層ワークなら一枚目を切り出すときの位置、２枚目を切り出すときの位置、・・・、２０枚目を切り出すときの位置は、制御駆動装置９０の図示しない記憶部に登録されており、それぞれの位置が決定されている。なお、通常はワーク厚さはほぼ一定なので、切り出し位置も一定としている。ここでは、まず、最初の一枚目を切り出すときの位置に設定される。
【００８０】
（ｄ）コンベア下降・押圧力設定
その後、制御駆動装置９０は、エアシリンダ３４１に接続されるエア回路（図示せず）を制御して上部へ退避していた切り出しコンベア３６を所定量下降させて切り出しコンベア３６を積層ワーク３の上面に接触させ、さらに荷重計３５からの荷重データに基づいて所定の押圧力になるように微調整して昇降位置を決定する。エアシリンダ３４１に微量のエアを流入させて押し付けて行き押圧力を調整する。この時、エンドレスベルト３６４上の弾性体の突部３６４ａがあるため、この突部３６４ａの押付け変形量を微調整していることになり目標値への設定を比較的容易に行うことができる。
【００８１】
所定押圧力になったときに、制御駆動装置９０はエア回路（図示せず）を制御してエアの供給を停止させてエアシリンダ３４１を停止させる。
【００８２】
（ｅ）各機器の運転開始
制御駆動装置９０は、切り出しコンベア３６、上側搬送ローラ４１、下側搬送ローラ４２、下段搬送コンベア５１、上段搬送コンベア５２、搬送コンベア６５、欠損ワーク排出コンベア７１、搬送コンベア７３を駆動状態となるように制御する。特に下段搬送コンベア５１、上段搬送コンベア５２、搬送コンベア６５、欠損ワーク排出コンベア７１、搬送コンベア７３はいずれもワーク４を搬送方向へ送るようにエンドレスベルト５１４を等速度で回転させる。
複数枚ワーク送り防止装置４０は、上側搬送ローラ４１、下側搬送ローラ４２を回転させる。上側搬送ローラ４１は常に搬送方向へ回転する。下側搬送ローラ４２は搬送方向とは逆方向へ回転する。
これ以降は複数枚ワーク送り防止装置４０、切り出し装置３６、下段搬送コンベア５１、上段搬送コンベア５２、搬送コンベア６５、欠損ワーク排出コンベア７１、搬送コンベア７３は原則として継続運転状態とする。
【００８３】
（ｆ）切り出し
ワークの切り出し動作を開始する。
制御駆動装置９０は、図５で示すように、切り出しコンベア３６の切り出し装置駆動モータ３６５を制御駆動し、切り出しコンベア３６では駆動プーリ３６１が回動してベルト３６４が搬送方向へ移動開始する。ベルト３６４の突起３６４ａがワークに当接しており、図７（ｃ）で示すようにワーク４を搬送方向へ移動させる。先の分離促進処理により貼り付き力が弱くなっているため、低い押圧力でも切り出すことができるようになっている。押圧力が低いため、薄いワークでも負荷を掛けることなく切り出しができる。この際、通常ならばワークを一枚切り出せば問題ないが、ワークを二枚以上切り出す場合がある。そこで複数枚ワーク送り防止装置４０により二枚以上のワークが同時に送られるような事態を防止する。この点も考慮しつつ説明する。
【００８４】
一枚切り出し時の複数枚ワーク送り防止装置４０の処理
図８（ａ）で示すように、上側搬送ローラ４１と下側搬送ローラ４２との間の隙間４６はほぼワーク一枚分の厚みと同じなので、一枚のワーク４が通過するときは下側搬送ローラ４２が逆回転しているが、下側搬送ローラ４２によりワーク４へ作用する摩擦力は、切り出しコンベア４３による搬送力と比較して小さいため搬送への影響はほとんどなく、上側搬送ローラ４１に当接して搬送される。
【００８５】
二枚切り出し時の複数枚ワーク送り防止装置４０の処理（複数枚ワーク分離工程）
ワーク２枚が重なって上側搬送ローラ４１と下側搬送ローラ４２との間に入った場合は、図８（ｂ）で示すように、上側の本来の搬送対象のワーク４は上側搬送ローラ４１から搬送方向へ排出力が作用するので、そのまま搬送されることになる。一方で下側の搬送対象ではないワークは下側搬送ローラ４２と接し、下側搬送ローラ４２から搬送方向とは逆方向の押し戻し力が作用するので、下側搬送ローラ４２の上流側で止まり、図８（ｃ）で示すように滞留することになる。
【００８６】
（ｇ）ワーク通過検出
一枚目のワーク４は上側搬送ローラ４１と下側搬送ローラ４２との通過直後に、図９で示すように、下段搬送コンベア５１上にあるワーク通過検出センサ４４が、ワーク４の前端がワーク通過検出センサ４４に到達したことを検出して検出信号を出力すると、制御駆動装置９０がワーク４が検出されたと判断する。
【００８７】
そして滞留ワーク検出センサ４３からの検出信号により制御駆動装置９０が滞留ワークがないことを検出したならば切り出し動作は正常に行われたと判断する。この場合は、後述する（ｉ）ワーク初期位置動作を行って次の切り出しタイミングが来るまで待機し、切り出しタイミングが来たときに次の（ｊ）次ワーク切り出しを行うこととなる。
しかしながら滞留ワーク検出センサ４３からの検出信号により制御駆動装置９０が滞留ワークがあることを検出したならば、制御駆動装置９０が複数枚切り出しがあったと判断し、滞留ワークを排出する復旧動作を行う。
【００８８】
（ｈ）滞留ワーク排出処理
次のワーク切り出しタイミングにて、滞留ワークを排出する動作を行う。滞留ワークがあるときは、積層ワーク昇降台３２３を次ワークの切り出し位置へ上昇させる。この際、切り出しコンベア３５を前回停止した位置に保持しておく。これは切り出しコンベア３５とワークの接触面積が変化しているため荷重制御できないためである。この時、制御駆動装置９０は、ローラ駆動モータ４５を制御駆動し、図８（ｄ）で示すように、下側搬送ローラ４２を搬送方向と逆方向へ回転させつつ上側搬送ローラ４１を搬送方向へ回転させた状態を維持する。積層ワーク昇降台３２３がワーク一枚分上昇すると、切り出しコンベア３５にワークが接触してワーク隙間４６を通じて排出される。
そしてワークが排出されてから滞留ワーク検出センサ４３からの検出信号により、制御駆動装置９０が、滞留ワークがないことを検出したならば滞留ワークの排出が正常に行われたと判断する。この後に、（ｉ）ワーク初期位置動作を行って次の切り出しタイミングが来るまで待機し、切り出しタイミングが来たときに次の（ｊ）次ワーク切り出しを行うこととなる。
【００８９】
なお、この切り出しタイミングとは、先に切出したワークに欠損などがあってワーク仕分け装置７０で回収されても、次に搬送されるワークが誤って回収されることなく正常に搬送されることを保証するタイムラグを指す。具体的には後方右側ワーク検出センサ６３や後方左側ワーク検出センサ６４を先のワークの後端が通過した時が次のワークの切り出しタイミングと想定される。
以上のように、切り出し時に“２枚送り”が発生しても装置を停止することなく連続搬送動作を行うことができるので、生産性を維持することができ、省力化を容易に実現することができる。
【００９０】
（ｉ）ワーク初期位置動作
図７（ｃ）で示すようにワークが切り出され、その終了後に、制御駆動装置９０は、図７（ａ）で示すように、積層ワーク昇降装置３２を制御して積層ワーク昇降台３２３を下降させて積層ワーク３の最上面を水面下に位置するようにし、気泡水を最上部ワークと２枚目ワークの間を中心に噴射し、気泡水を最上部のワークと２枚目ワークの間に浸入させる。ワーク初期位置（水没位置）でのみ気泡水を噴射する。
【００９１】
（ｊ）次ワーク切り出し位置調節
次のワーク切り出しタイミングが来たものとする。
制御駆動装置９０は、図７（ｂ）で示すように、ワークを切り出す位置へ積層ワーク昇降台３２３を上昇させる。積層ワークの最上ワークを切り出す位置に設定する。
【００９２】
（ｋ）コンベア押圧力検出
この際、制御駆動装置９０は、次ワーク切り出し位置調節途中において、荷重計３５からの荷重データを検出しており、荷重が所定値よりも大きくなれば切り出しコンベア３６の搬送や積層ワーク昇降台３２３の上昇を停止するが、許容範囲であればそのまま切り出しコンベア３６の搬送を続ける。
【００９３】
（ｌ）次ワーク切り出し
この際も、上側搬送ローラ４１は常に搬送方向へ回転する。下側搬送ローラ４２は逆方向へ回転している。
制御駆動装置９０は、切り出し装置３６の切り出しコンベア駆動モータ３６５を駆動制御して駆動プーリ３６１を回動させてエンドレスベルト３６４を搬送方向へ移動開始させた状態としており、エンドレスベルト３６４の突部３６４ａがワークに当接して、図７（ｃ）で示すように、ワーク４を搬送方向へ移動させる。以下、（ｉ）に戻り同様の動作を繰り返して順次連続して切り出していく。
【００９４】
なお、複数枚ワーク送り防止装置４０は仮に３枚以上が搬送された時でも最上部の一枚のワーク以外は滞留させる機能を有している。本形態では出口部３１１の高さが３枚目は通過させないようにしているため、そのような事態は可能な限り生じないようにしている。しかしながら、３枚以上の複数枚送りがなされるおそれもあり、そのような事態が生じた場合にも対処するようにしてある。
ワークの切り出し工程はこのようになる。
【００９５】
（５）コーナー部欠損工程
複数枚ワーク送り防止装置４０を通過したワーク４はワーク加振搬送装置５０へ送られる。このワーク加振搬送装置５０ではワーク４のコーナー部を中心に負荷および振動を加えて、すでに割れが入っている箇所でこの割れを進展させて欠損・分離させる機能を有している。
【００９６】
具体的には、図１０（ａ）で示すように、下段搬送コンベア５１と上段搬送コンベア５２との搬送路の継ぎ目に段差部を設け、ワークを積極的に上下動させるような衝撃を付与する。なお、図４にも示すように下段搬送コンベア５１と上段搬送コンベア５２のエンドレスベルト５１４が四隅のコーナー部に接しており、四隅には確実に力が加わるようになっている。
【００９７】
下段搬送コンベア５１を搬送されるワーク４は、段差部の存在により、上段搬送コンベア５２と衝突して前方コーナー部に負荷が作用し、図１０（ｂ）で示すようにワーク４の前方が上段搬送コンベア５２に乗り上げる。そして、搬送が進むと、図１０（ｃ）で示すように後方のコーナー部で支える形となって後方コーナー部に負荷が作用し、図１０（ｄ）で示すように、前方から浮き上がって下へ落ちるときに前方コーナ部に負荷が作用する。これらのように加振されてコーナー部に衝撃や負荷が作用するようになっている。そして、下段搬送コンベア５１と上段搬送コンベア５２の２本のエンドレスベルト５１４でこのような加振が行われる。このようにして特に四隅に割れ・クラック・ひびがある場合には割れを進展させて欠損させるようにしたため、割れ・クラック・ひびも検出できるようになった。
【００９８】
（６）欠損ワーク判別工程
図１１で示すように、ワークのちょうど四隅を検出する位置に４個の前方右側ワーク検出センサ６１、前方左側ワーク検出センサ６２、後方右側ワーク検出センサ６３、後方左側ワーク検出センサ６４を設置しておく。制御駆動装置９０は、４個のセンサがＯＮするタイミングがあるか否かを検出する。この場合、ワークのコーナー部の何れかの箇所に欠損があれば何れかの箇所の検出タイミングがずれるため欠損ワークであると判定でき、ワークのコーナー部の何れの箇所にも欠損がないならば検出タイミングが一致するため良品のワークであると判定できる。このようにワークの良否が瞬時に判断できるという利点がある。
【００９９】
このような検出方式を採用することにより、センサによりコーナー部の欠損の有無を確実に検出し、４個同時にＯＮにてワーク正常と判断できる。ワークの四隅のうち、どのコーナー部に欠損があっても、少なくともこの４個のセンサ情報で判別することができるので、ＴＶカメラ画像を処理するような高価な検出装置を使う必要がない。
【０１００】
そして、原理的には２個のセンサでも検出が可能である。搬送路上に、左右一対の非接触センサ（ワークの有り無し検出機能のみ）を設け、ワークの通過時にワークの両側面エッジ部を検出できるようにする。
【０１０１】
前方片側エッジ欠損ならば、２個のセンサＯＮタイミングの時間ずれを検出して判別することができる。
また、後方片側エッジ欠損も、２個のセンサＯＦＦタイミングの時間ずれを検出して判別することができる。
また、前方両側エッジ欠損は、センサＯＮ時間の長さが通常よりも短くなるため判別ができる。通常の時間長さは予め設定しておく。
また、後方両側エッジ欠損も、センサＯＮ時間の長さが通常よりも短くなるため判別ができる。通常の時間長さは予め設定しておく。
【０１０２】
なお、次のワーク切り出し動作は、後方右側ワーク検出センサ６３、後方左側ワーク検出センサ６４をワーク４の後端が通過したときであり、欠損がなければこのタイミングで切り出しされる。そして、欠損が検出された場合は、欠損ワーク排出後、搬送コンベアが正規の位置に復帰した時点で次のワークを切り出す動作を開始する。
【０１０３】
（７）ワーク仕分け工程
欠損品が検出されたとき、図１２（ａ）で示すように、欠損ワーク判別装置６０の搬送コンベア６５の直後にある欠損ワーク排出コンベア７１の前側を傾斜下降するようにし、欠損ワーク回収箱７２へ欠損ワークを落下させて回収するようにしている。その後、欠損ワーク排出コンベア７１を元の位置に復帰させて搬送可能状態とする。このように、安価な装置構成でワークの割れ・欠けを判別してから排出するまでを自動的に処理することができる。良品のワーク４は図１２（ｂ）で示すようにそのまま欠損ワーク排出コンベア７１、搬送コンベア７３により搬送される。
【０１０４】
（８）ワーク収納工程
搬送されてきた良品のワークを収納ストッカ昇降装置８２上の収納ストッカ８１内へ順次収納する。
収納ストッカ８１への収納法は様々（コンベア方式、アームにより押出しあるいは引き込み方式、ロボット搬送方式）あり、適宜選定すればよい。本形態では搬送コンベアの直後に配置されるワーク収納装置８０が収納ストッカ８１を昇降させて収納位置を調整し、良品のワークを搬送して収納する方式とした。本工程も自動化工程であり、ワークを収納した収納ストッカ８１は次工程へ搬出される。
積層ワーク切り出し方法はこのようなものである。
本形態の積層ワーク切り出しシステムおよび積層ワーク切り出し方法によれば第一，第二分離促進手段によりワーク間の貼り付き力を低減し、確実な切り出しを可能とする。さらにワーク加振搬送装置５０、欠損ワーク判別装置６０、ワーク仕分け装置７０により欠損ワークの検出・排除を行うようにした。これら効果が相乗的に相俟って生産性の向上に寄与する。
【０１０５】
続いて変形形態について説明する。図１３はワーク加振搬送装置の他の形態の説明図である。先に説明したワーク加振搬送装置５０では、図１０（ａ）で示すように下段搬送コンベア５１が上流側に、また、上段搬送コンベア５２が下流側に配置されたものであった。しかしながら、このような構成に限定する趣旨ではなく、下段搬送コンベア５１と上段搬送コンベア５２とが入れ替わって、図１３（ａ）で示すように、上段搬送コンベア５２が上流側に、また、下段搬送コンベア５１が下流側に配置されたものとしても良い。このような場合でもワークに対して振動を加える。
【０１０６】
また、図１３（ｂ）で示すように、下段搬送コンベア５１が上流側に、上段搬送コンベア５２が中流側に、また、下段搬送コンベア５１が下流側に配置されたものとしても良い。同様に図１３（ｃ）で示すように、上段搬送コンベア５２が上流側に、下段搬送コンベア５１が中流側に、また、上段搬送コンベア５２が下流側に配置されたものとしても良い。これらのような場合では、段差部の数が増えるためワークに対してより確実に振動を加える。
または、図１０（ａ）で示す２個のコンベアや図１３（ａ）で示す２個のコンベアを一ユニットとし、複数ユニットからなるワーク加振搬送装置としても良い。これらのような構成を採用してもよい。
【０１０７】
また、下段搬送コンベア５１の搬送速度に対して上段搬送コンベア５２の搬送速度を僅かに速くして、ワーク４の隅部にエンドレスベルトの摩擦力を付与して割れ・クラック・ひびを伸展させるようにしても良い。これら効果が相俟ってより確実に割れ・クラック・ひびを発生させる。
【０１０８】
以上、本発明のワーク加振搬送装置、欠損ワーク判別装置、積層ワーク切り出しシステムおよび積層ワーク切り出し方法について説明した。
本発明は、特に安価かつ簡素な構成であるにも拘わらず、ワークの割れが確実に検出されるようにして、生産性の向上に寄与するワーク加振搬送装置、欠損ワーク判別装置、積層ワーク切り出しシステムおよび積層ワーク切り出し方法を提供することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１０９】
以上のような本発明に係るワーク加振搬送装置、欠損ワーク判別装置、積層ワーク切り出しシステムおよび積層ワーク切り出し方法は、薄型のワークの切り出しに適している。
【符号の説明】
【０１１０】
１：積層ワーク切り出しシステム
２：積層ワーク収納カセット
３：積層ワーク
１０：気泡水供給装置
１１：気泡水生成装置
１２：気泡水供給路
１３：電磁弁
２０：分離水槽
２１：分離水槽本体
２２：載置部
２３：気泡水噴射装置
２３ａ：気泡水噴射孔
２３ｂ：気泡水
２４：浸漬水
２４ａ：水面
３０：切り出し装置
３１：切り出し水槽
３１１：出口部
３１２：オーバーフロー受け
３１３：ストック水槽
３２：積層ワーク昇降装置
３２１：積層ワーク昇降用モータ
３２２：積層ワーク昇降機構
３２３：積層ワーク昇降台
３３：本体フレーム
３４：切り出しコンベア昇降装置
３４１：エアシリンダ
３４２：昇降ロッド
３５：荷重計
３６：切り出しコンベア
３６１：駆動プーリ
３６２：従動プーリ
３６３：ガイドローラ
３６４：エンドレスベルト
３６４ａ：突部
３６５：切り出しコンベア駆動モータ
３７：気泡水噴射装置
３７ａ：気泡水
３８：浸漬水
３８ａ：水面
４０：複数枚ワーク送り防止装置
４１：上側搬送ローラ
４２：下側搬送ローラ
４３：滞留ワーク検出センサ
４４：ワーク通過検出センサ
４５：ローラ駆動モータ
４６：隙間
５０：ワーク加振搬送装置
５１：下段搬送コンベア
５１１：駆動プーリ
５１２：従動プーリ
５１３：ガイドローラ
５１４：エンドレスベルト
５２：上段搬送コンベア
６０：欠損ワーク判別装置
６１：前方右側ワーク検出センサ
６２：前方左側ワーク検出センサ
６３：後方右側ワーク検出センサ
６４：後方左側ワーク検出センサ
７０：ワーク仕分け装置
７１：欠損ワーク排出コンベア
７２：欠損ワーク回収箱
７３：搬送コンベア
８０：ワーク収納装置
８１：収納ストッカ
８２：収納ストッカ昇降装置
８２１：昇降用モータ
８２２：置き台昇降機構
８２３：収納ストッカ置き台
８３：支持台
９０：制御駆動装置
１００：ワーク側方ガイド
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送路中に配置される下段搬送コンベアと、
下段搬送コンベアよりも高い位置に配置される上段搬送コンベアと、
を備え、
下段搬送コンベアと上段搬送コンベアとで形成される段差により、ワークに対して加振しつつ搬送してワークの割れの入ったコーナー部を欠損させることを特徴とするワーク加振搬送装置。
【請求項２】
搬送されるワークの四隅の直上に位置し、ワーク通過時にワークの四隅のコーナー部の有無を同時に検出するようにした、それぞれ非接触センサである４個のワーク検出センサを備え、
コーナー部の欠損がないときには同時に変化する検出信号を、また、コーナー部の欠損があるときには変化が異なるような検出信号を出力し、欠損ワークであるか否かを判別するようにしたことを特徴とする欠損ワーク判別装置。
【請求項３】
搬送されるワークの左右の二隅の直上に位置し、ワーク通過時に夫々ワークを検出している時間の長さを同時に検出するようにした、それぞれ非接触センサである２個のワーク検出センサを備え、
コーナー部の欠損がないときには夫々ワークを検出している時間の長さが適正値であることを、また、コーナー部の欠損があるときには夫々ワークを検出している時間の長さが適正値以下であることを出力し、欠損ワークであるか否かを判別するようにしたことを特徴とする欠損ワーク判別装置。
【請求項４】
複数ワークが積層された積層ワークから一枚づつワークを分離するという切り出し処理を行う積層ワーク切り出しシステムであって、
搬送路中に配置される下段搬送コンベアと、下段搬送コンベアよりも高い位置に配置される上段搬送コンベアと、を備え、下段搬送コンベアと上段搬送コンベアとで形成される段差により、ワークに対して加振しつつ搬送してワークの割れの入ったコーナー部を欠損させるワーク加振搬送装置と、
搬送されるワークの四隅のコーナー部の欠損を検出するワーク検出センサを備え、コーナー部の欠損がないときには同時に変化する検出信号あるいはワークを検出している時間の長さが適正値であることを、また、コーナー部の欠損があるときには変化が異なるような検出信号あるいはワークを検出している時間の長さが適正値以下であることを出力し、欠損ワークであるか否かを判別する欠損ワーク判別装置と、
を備え、
ワーク加振搬送装置が、搬送路の任意の位置に設けられた段差により、ワークに衝撃を付与してワークの割れの入ったコーナー部を欠損させ、
欠損ワーク判別装置が、割れを検出することを特徴とする積層ワーク切り出しシステム。
【請求項５】
欠損ワーク判別装置で判別された欠損ワークを回収するワーク仕分け装置を備えることを特徴とする請求項４に記載の積層ワーク切り出しシステム。
【請求項６】
請求項５に記載の積層ワーク切り出しシステムによる積層ワーク切り出し方法であって、
ワーク加振搬送装置によりワークに対して加振しつつ搬送してワークのひびの入ったコーナー部を欠損させるコーナー部欠損工程と、
欠損ワーク判別装置により搬送されるワークのコーナー部の欠損を検出して欠損ワークであるか否かを判別する欠損ワーク判別工程と、
ワーク仕分け装置により欠損ワーク判別工程で判別された欠損ワークを回収し、良品のワークを下流へ流すワーク仕分け工程と、
を有することを特徴とする積層ワーク切り出し方法。
【請求項１】
搬送路中に配置される下段搬送コンベアと、
下段搬送コンベアよりも高い位置に配置される上段搬送コンベアと、
を備え、
下段搬送コンベアと上段搬送コンベアとで形成される段差により、ワークに対して加振しつつ搬送してワークの割れの入ったコーナー部を欠損させることを特徴とするワーク加振搬送装置。
【請求項２】
搬送されるワークの四隅の直上に位置し、ワーク通過時にワークの四隅のコーナー部の有無を同時に検出するようにした、それぞれ非接触センサである４個のワーク検出センサを備え、
コーナー部の欠損がないときには同時に変化する検出信号を、また、コーナー部の欠損があるときには変化が異なるような検出信号を出力し、欠損ワークであるか否かを判別するようにしたことを特徴とする欠損ワーク判別装置。
【請求項３】
搬送されるワークの左右の二隅の直上に位置し、ワーク通過時に夫々ワークを検出している時間の長さを同時に検出するようにした、それぞれ非接触センサである２個のワーク検出センサを備え、
コーナー部の欠損がないときには夫々ワークを検出している時間の長さが適正値であることを、また、コーナー部の欠損があるときには夫々ワークを検出している時間の長さが適正値以下であることを出力し、欠損ワークであるか否かを判別するようにしたことを特徴とする欠損ワーク判別装置。
【請求項４】
複数ワークが積層された積層ワークから一枚づつワークを分離するという切り出し処理を行う積層ワーク切り出しシステムであって、
搬送路中に配置される下段搬送コンベアと、下段搬送コンベアよりも高い位置に配置される上段搬送コンベアと、を備え、下段搬送コンベアと上段搬送コンベアとで形成される段差により、ワークに対して加振しつつ搬送してワークの割れの入ったコーナー部を欠損させるワーク加振搬送装置と、
搬送されるワークの四隅のコーナー部の欠損を検出するワーク検出センサを備え、コーナー部の欠損がないときには同時に変化する検出信号あるいはワークを検出している時間の長さが適正値であることを、また、コーナー部の欠損があるときには変化が異なるような検出信号あるいはワークを検出している時間の長さが適正値以下であることを出力し、欠損ワークであるか否かを判別する欠損ワーク判別装置と、
を備え、
ワーク加振搬送装置が、搬送路の任意の位置に設けられた段差により、ワークに衝撃を付与してワークの割れの入ったコーナー部を欠損させ、
欠損ワーク判別装置が、割れを検出することを特徴とする積層ワーク切り出しシステム。
【請求項５】
欠損ワーク判別装置で判別された欠損ワークを回収するワーク仕分け装置を備えることを特徴とする請求項４に記載の積層ワーク切り出しシステム。
【請求項６】
請求項５に記載の積層ワーク切り出しシステムによる積層ワーク切り出し方法であって、
ワーク加振搬送装置によりワークに対して加振しつつ搬送してワークのひびの入ったコーナー部を欠損させるコーナー部欠損工程と、
欠損ワーク判別装置により搬送されるワークのコーナー部の欠損を検出して欠損ワークであるか否かを判別する欠損ワーク判別工程と、
ワーク仕分け装置により欠損ワーク判別工程で判別された欠損ワークを回収し、良品のワークを下流へ流すワーク仕分け工程と、
を有することを特徴とする積層ワーク切り出し方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−１２１２０（Ｐ２０１２−１２１２０Ａ）
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１４７２５１（Ｐ２０１０−１４７２５１）
【出願日】平成２２年６月２９日（２０１０．６．２９）
【出願人】（０００２３６３６６）浜井産業株式会社 (30)
【出願人】（５１０１５８８２０）株式会社斎藤精機 (4)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１９日（２０１２．１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月２９日（２０１０．６．２９）
【出願人】（０００２３６３６６）浜井産業株式会社 (30)
【出願人】（５１０１５８８２０）株式会社斎藤精機 (4)
【Ｆターム（参考）】
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