(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の圧延ロールの組合せで形成される棒鋼通過用の孔型の芯ずれ量を測定するに際して、前記複数の圧延ロールをプリロードするためのプリロード装置であって、
前記複数の圧延ロールを収容するハウジングに形成された棒鋼通過孔に、当該棒鋼通過孔とほぼ同軸上に取り付けられる筒状のプリロード本体と、
当該プリロード本体の端部からそれぞれ独立して前記複数の圧延ロール側に出没する複数の爪部材と、
当該各爪部材をそれぞれ独立して前記各圧延ロール側に押し出してその先端を当該圧延ロールの孔型に接触させる押出部材と、を備えたことを特徴とするプリロード装置。
【請求項２】
請求項１に記載のプリロード装置において、
前記爪部材の先端を曲面状または球面状に形成したことを特徴とするプリロード装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のプリロード装置において、
前記爪部材を前記圧延ロールの硬度よりも低い硬度の材料から形成したことを特徴とするプリロード装置。
【請求項４】
棒鋼用圧延機にて複数の圧延ロールの組合せで形成される棒鋼通過用の孔型の芯ずれ量を測定する圧延機の芯ずれ量測定方法であって、
前記請求項１〜３のいずれか記載のプリロード装置のプリロード本体を前記棒鋼用圧延機のハウジングに形成された棒鋼通過孔にこれとほぼ同軸上に取り付けた後、
当該プリロード装置の押出部材によって前記プリロード本体の端部から前記爪部材を押し出して当該爪部材の先端を前記ハウジング内に設けられた複数の圧延ロールの孔型に面接触させて当該各圧延ロールをプリロードし、
その後、前記複数の圧延ロールの組合せで形成される棒鋼通過用の孔型の芯ずれ量を光学的な芯ずれ量測定装置を用いて測定することを特徴とする棒鋼用圧延機の芯ずれ量測定方法。
【請求項５】
請求項４に記載の棒鋼用圧延機の芯ずれ量測定方法において、
前記光学的な芯ずれ量測定装置として、 
平行光を出射するテレセントリック光学系の照明手段と、 
平行光のみを受光するテレセントリックレンズを用い、当該テレセントリックレンズで受光された被写体の撮像を行う撮像手段と、 
当該撮像手段での撮像画像の所定の芯と、予め保持された基準芯との差を求め、この差分である芯ずれ量を表示する画像処理手段とを備え、 
前記棒鋼用圧延機の孔型を挟んだ搬入側と搬出側のいずれか一方に前記照明手段を、他方に前記撮像手段を、これら照明手段と撮像手段のテレセントリックレンズとの光軸が、前記孔型を棒鋼が通過するパスラインに一定範囲内で一致するように配置してなる芯ずれ量測定装置を用いることを特徴とする圧延機の芯ずれ量測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の圧延ロールの組合せで形成される棒鋼用圧延機に係り、特にその棒鋼通過用の孔型の芯ずれ量を測定するに際して用いられる圧延機のプリロード装置およびこれを用いた圧延機の芯ずれ量測定方法に関する。 
【背景技術】
【０００２】
図１０は従来の棒鋼用圧延機１０の側面構成図、図１１（ａ）はこの棒鋼用２段圧延機１０における前段の圧延ロールを棒鋼の移動方向から見た図、同図（ｂ）は後段の圧延ロールを同じく棒鋼の移動方向から見た図である。 
これらの図に示すように、棒鋼用圧延機１０は、各々が４つ１組の前段の圧延ロール１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄと、後段の圧延ロール１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄとを備えて構成されている。
【０００３】
前段の圧延ロール１２ａ〜１２ｄは、棒鋼Ｒの移動方向Ｙ１から見た際に、互いに直交する水平線および垂直線の交点を中心（芯）として棒鋼Ｒが通過する孔型Ｓが形成されるように、各々がその垂直線および水平線上に上下左右に９０度ずれて配置されている。
後段の圧延ロール１３ａ〜１３ｄも同様に互いが上下左右に９０度ずれているが、前段の圧延ロール１２ａ〜１２ｄに対して全体が４５度ずれた状態に配置されている。
【０００４】
さらに、前後の孔の芯を結んだ直線が、棒鋼Ｒが通過する圧延機１０のパスラインと一定範囲内で一致するようになっている。 
さらに説明すると、前段の圧延ロール１２ａ〜１２ｄおよび後段の圧延ロール１３ａ〜１３ｄは各々、周回面が湾曲凹形状となっており、図１２（ａ）に前段の圧延ロール１２ａ〜１２ｄを代表して示すように、各圧延ロール１２ａ〜１２ｄの湾曲凹形状をした圧延面が、中心１６から等しい距離で上下左右に配置され、円状の貫通孔（孔型Ｓ）を形成するように配置されている。
【０００５】
この適正な配置による前段の圧延ロール１２ａ〜１２ｄおよび後段の圧延ロール１２ａ〜１２ｄを棒鋼Ｒが通過することによって同図（ｂ）に示すように、適正な断面円形状の棒鋼Ｒａが形成される。 
しかしながら、同図（ｃ）に示すように、いずれの圧延ロール１２ａ〜１２ｄの配置のずれに応じて、ロール静止時又は回転時に適正位置の芯１６が不適正位置１８にずれることがあり、この場合、棒鋼Ｒが適正に圧延されなくなるので、同図（ｄ）に示すように、不適正な断面形状の棒鋼Ｒｂが形成されてしまう。 
この不良を無くすため、孔型Ｓの芯ずれ量を測定して補正する必要があり、その芯ずれ量測定装置として、例えば特許文献１に記載の技術がある。 
【０００６】
この芯ずれ量測定装置は、特許文献１の請求項に記載されているように、多段圧延機の搬入側または搬出側において、該多段圧延機に対向し且つ該多段圧延機のパスラインと光軸とが略一致するように配置された撮像装置と、多段圧延機を構成する各スタンド間に挿入配置され、撮像装置側と反対側から測定対象である圧延ロールを照明する照明装置と、撮像装置による圧延ロールの撮像画像に基づき、該圧延ロールの芯ずれ量を算出する信号処理装置とを備え、照明装置が、拡散板と、該拡散板を介して圧延ロールのエッジ部を出射する光源とを備えている。  
【０００７】
しかしながら、この特許文献１に開示されている芯ずれ量測定装置の照明は、テフロン（登録商標）などの白色系の拡散板で輝度ムラを緩和するとあるが、図１４に示す照明装置２０から出射された照明光は平行光ではなく、矢印Ｙ２で示すように照明装置２０と撮像装置（ＣＣＤカメラ）２３とを結ぶ直線から角度をもった光も発生する。
この光Ｙ２が圧延ロール２１ａや圧延ロール２１ｂに出射されると、出射される圧延ロール２１ａ，２１ｂの表面は鏡面且つ曲面なので、その光Ｙ２が例えば圧延ロール２１ａで反射され、この反射光Ｙ２ａがさらに圧延ロール２１ｂの正しいエッジ位置（芯位置）２１と異なる位置２２に反射した場合、この反射光Ｙ２ｂが撮像装置であるＣＣＤ(Charge Coupled Device)カメラ２３に入射され、画像処理装置２４で処理される。 
【０００８】
その反射のイメージを図１３に示す。
すなわち、孔型に矢印Ｙ３で示すように出射された照明光が、矢印Ｙ４で示すように各圧延ロールの表面で反射する。この反射光のため、画像処理装置２４で得られる孔型部分の撮像画像中の圧延ロールエッジがぼけてしまい、適正な圧延ロールエッジの位置情報を得ることができない。
このため、高精度な孔型の芯ずれ量の測定を行うことができないので、各圧延ロールの配置を高精度に調整することができず、高精度な規格の棒鋼を形成することができないという問題がある。例えば、特許文献１では、±０．５ｍｍ程度の測定精度は得られると記載されているが、より高精度な例えば、±０．１ｍｍ以内の測定精度を得ることは不可能であった。
そのため、本発明者らは、後に詳述するようなテレセントリックレンズを用いたテレセントリック光学系の芯ずれ量測定装置を開発し、この芯ずれ量測定装置を用いることで、棒鋼用圧延機１０の芯ずれ量をより高精度に測定することを可能とした。
【特許文献１】特開２００２−３５８３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、このような従来の棒鋼用圧延機１０の場合、その圧延ロール１２ａ〜１２ｄのベアリングやギアなどに機械的なガタ（遊び）があるため、これら圧延ロール１２ａ〜１２ｄを単に組み込んだだけの状態、すなわち、未圧延状態のときの各圧延ロール１２ａ〜１２ｄの位置と、実際に荷重をかけて棒鋼Ｒの圧延を実施している状態のときの圧延ロール１２ａ〜１２ｄの位置が異なることが知られている。
そのため、この棒鋼用圧延機１０の芯ずれ量を測定するにあたっては、予めこれら圧延ロール１２ａ〜１２ｄの機械的なガタ（遊び）をほぼ完全に無くした状態（以下、「プリロード」という）で実施しなければならず、このプリロードを実現するための具体的な方法として以下に示すような２つの方法が採用されている。
【００１０】
１．先ず、第１の方法としては、圧延ロール１２ａ〜１２ｄまたは圧延ロールのアッセンブリーユニットなどに設けられたフランジ部分（図示せず）に油圧などの圧力をかけて各圧延ロール１２ａ〜１２ｄを押し広げることでプリロードする方法である。なお、この方法は図８に示したような２段ロールの棒鋼圧延機１０において一般的に適用されている。
【００１１】
２．次に、第２の方法としては、圧延ロール１２ａ〜１２ｄを押し広げる方向ではなく、圧延ロール１２ａ〜１２ｄ間にプリロード用のゲージ棒を挿入し、手動でこの圧延ロール１２ａ〜１２ｄを圧下することでプリロードする方法である。
しかしながら、第１の方法では、圧延ロール１２ａ〜１２ｄのフランジ部分に油圧などの圧力をかけるため、フランジ部分がない圧延ロールには適用できない。また、そのフランジ部分が圧延機ハウジング１１の内部にある場合、そのフランジ部分にプリロード装置の面接触部（腕）が届かない場合や距離が長いため、腕の強度がもたない場合がある。
【００１２】
一方、第２の方法では、圧延ロール１２ａ〜１２ｄの隙間がゲージ棒で埋まってしまうため、前記文献１のような圧延ロールの隙間を利用してセットアップ作業（芯調整作業）する場合には、適用できないといった問題がある。
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、圧延ロールを容易且つ確実にプリロードして圧延機の芯ずれ量の測定を容易に実施できる新規な圧延機のプリロード装置およびこれを用いた圧延機の芯ずれ量測定方法を提供するものである。 
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記課題を解決するために、請求項１の発明は、
複数の圧延ロールの組合せで形成される棒鋼通過用の孔型の芯ずれ量を測定するに際して、前記複数の圧延ロールをプリロードするためのプリロード装置であって、前記複数の圧延ロールを収容するハウジングに形成された棒鋼通過孔に、当該棒鋼通過孔とほぼ同軸上に取り付けられる筒状のプリロード本体と、当該プリロード本体の端部からそれぞれ独立して前記複数の圧延ロール側に出没する複数の爪部材と、当該各爪部材をそれぞれ独立して前記各圧延ロール側に押し出してその先端を当該圧延ロールの孔型に接触させる押出部材と、を備えたことを特徴とするプリロード装置である。
【００１４】
そして、このプリロード本体を棒鋼用圧延機のハウジングに形成された棒鋼通過孔にこれとほぼ同軸上に取り付けた後、押出部材によってプリロード本体の端部から爪部材を押し出してその先端を各圧延ロールの孔型部分に接触させて押し広げることでこれら各圧延ロールをプリロードすることができる。
これによって、特許文献１に示したような芯ずれ量測定装置や、本発明者ら開発したテレセントリック光学系の芯ずれ量測定装置を用いて圧延ロールのセットアップ作業（芯調整作業）を実施する場合に、圧延ロールの隙間に干渉させることなくプリロードが可能になる。
また、圧延ロールの孔型に爪部材の先端を接触させてこれを直接プリロードするようになっているため、圧延ロールにフランジ部分などがなくともプリロードが可能となる。
なお、本発明でいう「プリロード」とは、前述したように各圧延ロールの機械的なガタ（遊び）をほぼ完全に無くして各圧延ロールが圧延時とほぼ同様な位置関係となっている状態をいう（以下、同じである。）
【００１５】
また、請求項２の発明は、
請求項１に記載のプリロード装置において、前記爪部材の先端を曲面状または球面状に形成したことを特徴とするプリロード装置である。
このように前記圧延ロールの孔型に接触する爪部材の先端を球面状に形成することで、爪部材の先端が圧延ロールの孔型に対して面接触となるため、プリロード時にその接触部分に疵が付いたり、損傷したりするのを未然に防止することができる。
また、請求項３の発明は、
請求項１または２に記載のプリロード装置において、前記爪部材を前記圧延ロールの硬度よりも低い硬度の材料から形成したことを特徴とするプリロード装置である。
これによって、爪部材の先端が各圧延ロールの孔型に面接触してもその部分に傷が付くの回避することができる。
【００１６】
一方、請求項４の発明は、
棒鋼用圧延機にて複数の圧延ロールの組合せで形成される棒鋼通過用の孔型の芯ずれ量を測定する圧延機の芯ずれ量測定方法であって、前記請求項１または２に記載のプリロード装置のプリロード本体を前記棒鋼用圧延機のハウジングに形成された棒鋼通過孔にこれとほぼ同軸上に取り付けた後、当該プリロード装置の押出部材によって前記プリロード本体の端部から前記爪部材を押し出して当該爪部材の先端を前記ハウジング内に設けられた複数の圧延ロールの孔型に面接触させて当該各圧延ロールをプリロードし、その後、前記複数の圧延ロールの組合せで形成される棒鋼通過用の孔型の芯ずれ量を光学的な芯ずれ量測定装置を用いて測定することを特徴とする棒鋼用圧延機の芯ずれ量測定方法である。
これによって、圧延ロールを容易且つ確実にプリロードして圧延機の芯ずれ量を、テレセントリックレンズなどを用いた光学的な芯ずれ量測定装置を用いて容易に実施できる。
【００１７】
また、請求項５の発明は、
請求項４に記載の棒鋼用圧延機の芯ずれ量測定方法において、前記光学的な芯ずれ量測定装置として、平行光を出射するテレセントリック光学系の照明手段と、平行光のみを受光するテレセントリックレンズを用い、当該テレセントリックレンズで受光された被写体の撮像を行う撮像手段と、当該撮像手段での撮像画像の所定の芯と、予め保持された基準芯との差を求め、この差分である芯ずれ量を表示する画像処理手段とを備え、前記棒鋼用圧延機の孔型を挟んだ搬入側と搬出側のいずれか一方に前記照明手段を、他方に前記撮像手段を、これら照明手段と撮像手段のテレセントリックレンズとの光軸が、前記孔型を棒鋼が通過するパスラインに一定範囲内で一致するように配置してなる芯ずれ量測定装置を用いることを特徴とする棒鋼用圧延機の芯ずれ量測定方法である。
【００１８】
すなわち、前述したようなプリロード装置を用いて圧延ロールをプリロードした後、このような芯ずれ量測定装置を用いれば、照明手段から出射された平行光のみが棒鋼用圧延機の孔型を介してテレセントリックレンズで受光され、これによって孔型が撮像手段で撮像される。この撮像では、従来のように孔型の複数の圧延ロールでの反射光が撮像手段で受光されるといったことがないので、従来のような反射光受光による撮像画像の誤差が無くなる。
これによって、画像処理手段にて撮像手段での適正な撮像画像の所定の芯（ロール芯）と、基準芯との差から芯ずれ量を求めて表示することができる。従って、オペレータは、その表示された芯ずれ量を見ながら、圧延ロール位置を高精度に調整（セットアップ）することが可能となり、この結果、精度の高い規格の棒鋼を形成することができる。 
【発明の効果】
【００１９】
以上要するに本発明によれば、圧延ロールの隙間を利用したセットアップ作業を適用する際に、圧延ロールの隙間に干渉させることなく圧延ロールを容易にプリロードすることができる。
また、圧延ロールの孔型に爪部材の先端を接触させてこれを直接プリロードするようになっているため、圧延ロールにフランジ部分などがなくともプリロードが可能となる。
これによって、棒鋼用圧延機の圧延ロールの孔型の芯ずれ量の測定を光学的な芯ずれ量測定装置を用いて行うことが可能となるため、各圧延ロールの配置を高精度に調整して精度の高い規格の棒鋼を形成することができる。 
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を主に添付図面の図１〜図７を参照しながら説明する。なお、本明細書中の全図において相互に対応する部分には同一符号を付し、重複部分においては後述での説明を適時省略する。 
図１は、本発明に係るプリロード装置１００と、このプリロード装置１００を用いた芯ずれ量測定方法を実現するための芯ずれ量測定装置２００を棒鋼用圧延機１０にセットした構成を示す全体側面図である。
【００２１】
先ず、この棒鋼用圧延機１０は、前述の図１０および図１１で示したように棒鋼を圧延するための従来から用いられている公知の圧延機であり、その外殻を構成するハウジング１１内に上下および左右一対の合計４つの圧延ロール１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄが図示しない駆動機構などと共に収容されている。なお、図１では上下一対の圧延ロール１２ａ，１２ｂと左右一対の圧延ロール１２ｃ，１２ｄのうち紙面方向後方の圧延ロール１２ｃのみを示している。また、この棒鋼用圧延機１０は水平調整可能な架台１０ａに載置されている。また、図１の棒鋼用圧延機１０は、上段側の圧延ロール１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄのみを備えた構成を示している。
【００２２】
そして、図示するようにこのプリロード装置１００は、この棒鋼用圧延機１０のハウジング１１のパスライン（棒鋼通過ライン）上に形成された一対の棒鋼通過孔１３，１３のいずれか一方または両方に着脱自在に取り付けられるようになっている（図１では両方の棒鋼通過孔１３に取り付け）。
すなわち、このプリロード装置１００は、図２〜図４に示すように、この棒鋼通過孔１３に対してその外側から挿入するように取り付けられる筒状のプリロード本体１０１と、このプリロード本体１０１内に設けられた４つの爪部材１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ、１０２ｄと、これら各爪部材１０２ａ〜１０２ｄを圧延ロール１２側に適宜出没させる４つの押出部材１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃ、１０６ｄとから主に構成されている。
【００２３】
このプリロード本体１０１は、両端が開口した断面真円状の金属筒から構成されており、図３に示すようにその一端面に設けられたフランジ１０１ａの部分がハウジング１１の棒鋼通過孔１３の縁部に対して図示しない取付ボルトなどによって取り付けられるようになっている。
また、４つの爪部材１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ、１０２ｄは、このプリロード本体１０１の長手方向に延びる断面矩形状の金属棒などの剛性部材から形成されており、このプリロード本体１０１の他端面からその周方向に沿って等間隔（４５度）に形成された４つの収容孔１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ、１０４ｄ内にそれぞれ出没自在に収容されている。
また、これら各爪部材１０２ａ〜１０２ｄは、ハウジング１１内の４つの圧延ロール１２ａ〜１２ｄとそれぞれ対になるように位置していると共に、それぞれの先端部は、これら４つの圧延ロール１２ａ〜１２ｄで形成される孔型Ｓ部分に面接触するように球面状または曲面状に形成されている。
【００２４】
すなわち、この圧延ロール１２ａ〜１２ｄで形成される孔型Ｓは、図１２に示したように円形状になっていることから、これら圧延ロール１２ａ〜１２ｄの外周面（圧延面）は、その周方向断面が湾曲凹状の曲面状になっている。そのため、これら圧延ロール１２ａ〜１２ｄの圧延面と面接触するように各爪部材１０２ａ〜１０２ｄの先端部分は、圧延ロール１２ａ〜１２ｄの圧延面とそれぞれ面接触するように凸状の球面状または曲面状に形成されている。なお、これら各爪部材１０２ａ〜１０２ｄは、プリロード本体１０１から突出して圧延ロール１２ａ〜１２ｄを支持するに十分な強度を有し、また、その全体あるいは少なくともその先端部は、圧延ロール１２ａ〜１２ｄの圧延面の硬度（Ｈｖ）よりも低い硬度の金属あるいは合成樹脂やゴム、その他の材料から形成されている。
【００２５】
一方、これら各爪部材１０２ａ〜１０２ｄを圧延ロール１２ａ〜１２ｄ側に出没させるための４つの押出部材１０６ａ〜１０６ｄは、それぞれ油圧シリンダから構成されており、これら押出部材（油圧シリンダ）１０６ａ〜１０６ｄは、図４に示すようにプリロード本体１０１のフランジ１０１ａ側端面から、各爪部材１０２ａ〜１０２ｄを収容する収容孔１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ、１０４ｄ内に臨むように穿孔された孔１０８ａ，１０８ｂ，１０８ｃ、１０８ｄに対してそのロッド部１０７ａ、１０７ｂ、１０７ｃ、１０７ｄがそれぞれ収容孔１０４ａ〜１０４ｄへと貫通するようにプリロード本体１０１に組み付けられており、各ロッド部１０７ａ、１０７ｂ、１０７ｃ、１０７ｄは、各爪部材１０２ａ〜１０２ｄの後端に接続されている。各油圧シリンダには、図示しない作動油の供給ラインが接続されており、作動油の油圧によってロッド部１０７ａ〜１０７ｄを図５中矢印Ａの方向へ進退可能である。
【００２６】
そして、図５に示すようにこの各押出部材（油圧シリンダ）１０６ａ〜１０６ｄのロッド部１０７ａ〜１０７ｄを挿入することで各爪部材１０２ａ〜１０２ｄをそれぞれ個々に独立して圧延ロール１２ａ〜１２ｄ側に突出させるようになっている。
このようにして各爪部材１０２ａ〜１０２ｄをそれぞれ独立して圧延ロール１２ａ〜１２ｄ側に突出させ、その先端を孔型Ｓを構成する４つの圧延ロール１２ａ〜１２ｄの圧延面にそれぞれ面接触させて孔型Ｓを押し広げるように各圧延ロール１２ａ〜１２ｄをそれぞれ外側に強制的に移動させることによってプリロードが行われることになる。
【００２７】
そして、このような構成をした本発明のプリロード装置１００を用いれば、後述するような圧延ロール１２ａ〜１２ｄの孔型Ｓを利用した芯ずれ量計測作業を行う際に、邪魔となることなくプリロードが可能になる。
また、圧延ロール１２ａ〜１２ｄの孔型Ｓ部分に爪部材１０２ａ〜１０２ｄの先端を接触させてこれを直接プリロードするようになっているため、圧延ロール１２ａ〜１２ｄにフランジ部分などがなくともプリロードが可能となる。
【００２８】
さらに、この各爪部材１０２ａ〜１０２ｄの先端部は、各圧延ロール１２ａ〜１２ｄの圧延面に対して面接触するように球面状または曲面状に形成されていると共に、これら各爪部材１０２ａ〜１０２ｄの全体あるいは少なくともその先端部は、圧延ロール１２ａ〜１２ｄの圧延面の硬度（Ｈｖ）よりも低い硬度の金属あるいは合成樹脂やゴム、その他の材料から形成されているため、プリロードの際にその先端部が圧延ロール１２ａ〜１２ｄの圧延面に強く接触してもその接触部分を不用意に傷付けてしまうといった不都合を確実に回避することができる。
【００２９】
次に、図１に示す芯ずれ量測定装置２００は、前述したようにこれら４つの圧延ロール１２ａ〜１２ｄで形成される孔型Ｓの芯ずれ量の測定を行うものであり、テレセントリック光学系の照明装置（照明手段）３１と、テレセントリックレンズ３３ａが適用された２次元ＣＣＤカメラ（撮像手段）３３と、画像処理装置（画像処理手段）３５とから主に構成されている。
そして、同図に示すようにこの棒鋼用圧延機１０の棒鋼搬入側に設けられた架台４０ａ上に照明装置３１が配置されると共に、その棒鋼搬出側に設けられた架台４０ｂ上にテレセントリックレンズ３３ａを備えた２次元ＣＣＤカメラ３３が配置され、その照明装置３１と、２次元ＣＣＤカメラ３３のテレセントリックレンズ３３ａとの光軸３７が、棒鋼が通過する圧延機のパスラインと一定範囲内で一致するように調整されている。 
【００３０】
そして、このような構成をした芯ずれ量測定装置２００を用いた場合では、一般的に知られている平行光のみ通すテレセントリック光学系に着目し、照明装置３１および２次元ＣＣＤカメラ３３の双方をテレセントリック光学系とすることで、前述で説明したように圧延ロール表面が鏡面且つ曲面でも反射光の影響を受けることなく、ぼけのないシャープな圧延ロールエッジの位置情報を得ることができる。 
【００３１】
すなわち、このテレセントリック光学系は、凸レンズと絞りの組合せにおいて絞りを凸レンズの焦点の位置に配置することで平行光のみを出射または受光することができるので、このテレセントリック光学系を照明側に用いれば平行光を得ることが可能であり、また、カメラ側に用いれば平行光のみを撮像可能である。 
ところで、テレセントリック光学系を図６に示すように、照明装置３１のみに用いた場合、その出射光が平行光Ｙ６であっても、その平行光Ｙ６の一部はＹ６ａ，Ｙ６ｂで示すように圧延ロール１２ａ，１２ｂに反射する。例えば、圧延ロール１２ａの反射光Ｙ６ａがさらに圧延ロール１２ｂの正しいエッジ位置（芯位置）４１と異なる位置４２に反射した場合、この反射光Ｙ６ｂがＣＣＤカメラ２３に入射され、画像処理装置２４で処理される。
【００３２】
この場合、その反射光Ｙ６ｂのため、画像処理装置２４で得られる孔型Ｓの撮像画像中の圧延ロールエッジがぼけてしまい、適正な圧延ロールエッジの位置情報を得ることができない。つまり、誤った箇所４２を圧延ロールエッジ部分４１として認識することもある。
そこで、照明装置３１および２次元ＣＣＤカメラ３３の両方をテレセントリック光学系にすることによって、２次元ＣＣＤカメラ３３のテレセントリックレンズ３３ａに、反射光Ｙ６ｂが入射されず、平行光Ｙ６のみが入射されるようにした。 
【００３３】
次に、このような構成をした芯ずれ量測定装置２００と本発明のプリロード装置１００とを用いた棒鋼用圧延機１０の芯ずれ量測定方法の一例を図７に示すフローチャートを主に参照して説明する。 
先ず、これら各装置１００，２００を用いて棒鋼用圧延機１０の芯ずれ量を測定するには、最初のステップＳ１００において、この棒鋼用圧延機１０の圧延ロール１２ａ〜１２ｄの圧延面を研磨した後、圧延ロール芯調整用の架台１０ａに棒鋼用圧延機１０を載置する。なお、この架台１０ａは、この棒鋼用圧延機１０を載置した際の縦、横、高さの三次元方向の位置再現性がとれるようになっている。
【００３４】
次に、ステップＳ１０２に移行し、図１に示したように棒鋼用圧延機１０のハウジング１１の棒鋼通過孔１３にこのプリロード装置１００を取り付けた後、次のステップＳ１０４に移行してそのプリロード装置１００を用いてそれら各圧延ロール１２ａ〜１２ｄをプリロードしてから次のステップＳ１０６に移行する。
ステップＳ１０６では、この棒鋼用圧延機１０を挟んでその一方に芯ずれ量測定装置２００の照明装置３１を、他方に２次元ＣＣＤカメラ３３をセットしてから次のステップＳ１０８に移行する。この際、照明装置３１と２次元ＣＣＤカメラ３３のテレセントリックレンズ３３ａとの光軸３７が、圧延機１０のパスラインと一定範囲内で一致するように、架台４０ａ、４０ｂによって照明装置３１および２次元ＣＣＤカメラ３３の位置再現性がとれるようになっている。 
【００３５】
ステップＳ１０８では、この照明装置３１から平行光が出射されると、この平行光のみが孔型Ｓを介してテレセントリックレンズ３３ａに入射され、これによって孔型Ｓの圧延ロール１２ａ〜１２ｄが２次元ＣＣＤカメラ３３で撮像される。この撮像画像は画像処理装置３５に取り込まれ、２値化処理が行われることよって２値化画像データが得られ、これに応じた画像が表示される。 
【００３６】
そして、次のステップＳ１１０では、この画像処理装置３５によってその２値化画像データから圧延ロール１２ａ〜１２ｄの芯（ロール芯）が求められ、この現時点でのロール芯と基準芯との位置の差が芯ずれ量として求められる。この芯ずれ量は、モニタに表示され、これによってオペレータが認識可能となる。 
なお、ロール芯を求める方法は、各圧延ロール形状の特徴などに応じて種々の方法が適用できる。また、２次元ＣＣＤカメラ３３は、この画素分解能を上げるためのソフト処理を行っても良い。 
【００３７】
その後、次のステップＳ１１２に移行し、その計測された芯ずれ量が圧延に殆ど影響を及ぼさない程度の許容範囲内であるか否かを判断される。そして、許容範囲内であると判断したとき（Ｙｅｓ）は、そのまま芯ずれ量の計測作業は終了するが、許容範囲内でないと判断したとき（Ｎｏ）は、次のステップＳ１１４に移行して、このプリロード装置１００による圧延ロール１２ａ〜１２ｄのプリロードを解除してからステップＳ１１６に移行する。
【００３８】
このステップＳ１１６では、オペレータは、その表示された芯ずれ量を見ながら所定の圧延ロール位置を調整（セットアップ）した後、次のステップＳ１１８に移行する。
そして、ステップＳ１１８では、このプリロード装置１００によって再び圧延ロール１２ａ〜１２ｄをプリロードしてからステップＳ１０８に戻り、芯ずれ量が許容範囲になるまで同様な処理を繰り返すことになる。なお、プリロードをした状態で圧延ロール位置の調整が可能である場合、ステップＳ１１６、ステップＳ１１８は省略できる。
【００３９】
このように本発明の芯ずれ量測定方法は、テレセントリック光学系の芯ずれ量測定装置２００を用いたため、照明装置３１から平行光が出射されると、この平行光のみが棒鋼用圧延機１０の孔型を介してテレセントリックレンズ３３ａで受光され、これによって孔型が２次元ＣＣＤカメラ３３で撮像される。
この撮像では、従来のように孔型の複数の圧延ロールでの反射光が２次元ＣＣＤカメラ３３で受光されるといったことがないので、従来のような反射光受光による撮像画像の誤差が無くなる。
【００４０】
これによって、画像処理装置３５にて２次元ＣＣＤカメラ３３での適正な撮像画像の所定の芯（ロール芯）と、基準芯との差から芯ずれ量を求めて表示することができる。
従って、オペレータは、その表示された芯ずれ量を見ながら、圧延ロール位置を高精度に調整（セットアップ）することが可能となり、この結果、精度の高い規格の棒鋼を形成することができる。
また、前述したような構成のプリロード装置１００を用いたため、この芯ずれ量測定装置２００による芯ずれ量測定時の光軸３７などを遮ることなくプリロードが可能となり、このテレセントリック光学系の芯ずれ量測定装置２００を用いた高精度な芯ずれ量測定を実施することができる。
【００４１】
なお、本実施の形態では、このプリロード装置１００の爪部材１０２ａ〜１０２ｄを出没させるための押出部材として、油圧シリンダ１０６ａ〜１０６ｄを用いた例で説明したが、これ以外の構成として、例えば図８，図９に示すように、押出部材として長尺ボルト１０３ａ〜１０３ｄを用い、長尺ボルト１０３ａ〜１０３ｄをねじ込むように挿入することで爪部材１０２ａ〜１０２ｄを出没動作させるようにしても良い。
【００４２】
すなわち、図８、図９に示すプリロード装置１００は、図４、図５に示すプリロード装置１００に対して、押出部材を油圧シリンダ１０６ａ、１０６ｂ、１０６ｃ、１０６ｄに替えて、長尺ボルト１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ、１０３ｄを用いている。それ以外の構成は図４、図５に示すプリロード装置１００と同様の構成である。押出部材（長尺ボルト）１０３ａ〜１０３ｄは、図８に示すようにプリロード本体１０１のフランジ１０１ａ側端面から、各爪部材１０２ａ〜１０２ｄを収容する収容孔１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃ、１０４ｄ内に臨むように穿孔されたボルト孔１０５ａ、１０５ｂ、１０５ｃ、１０５ｄに対してそれぞれ螺合するようにプリロード本体１０１に組み付けられている。
【００４３】
そして、図９に示すようにこの押出部材（長尺ボルト）１０３ａ〜１０３ｄのボルトヘッド部をドライバーなどの工具によって回転させてその先端を収容孔１０４ａ〜１０４ｄ内にねじ込むように挿入することで各爪部材１０２ａ〜１０２ｄをそれぞれ個々に独立して圧延ロール１２ａ〜１２ｄ側に突出させるようになっている。
なお、図８に示すように、この押出部材（長尺ボルト）１０３ａ〜１０３ｄの先端は、それぞれ各爪部材１０２ａ〜１０２ｄの後端側に空回り状に係合しており、各押出部材（長尺ボルト）１０３ａ〜１０３ｄをねじ込み方向とは反対方向に回転させて抜き出すようにすることで各爪部材１０２ａ〜１０２ｄを収容孔１０４ａ〜１０４ｄ内に収容（戻す）させるようになっている。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明に係るプリロード装置１００および芯ずれ量測定装置２００を棒鋼用圧延機１０にセットした際の構成を示す全体側面図である。
【図２】本発明に係るプリロード装置１００の実施の一形態を示す斜視図である。
【図３】（ａ）は、図２に示すプリロード装置１００を圧延ロール側から見た正面図、（ｂ）は、図２に示すプリロード装置１００を棒鋼通過孔１３側から見た正面図である。
【図４】本発明に係るプリロード装置１００を棒鋼通過孔１３に取り付けた状態を示す断面図である。
【図５】本発明に係るプリロード装置１００の爪部材１０２ａ〜１０２ｄを図４に示す状態から突出させて圧延ロール１２ａ〜１２ｄをプリロードした状態を示す断面図である。
【図６】圧延機の芯ずれ量測定装置にテレセントリック光学系を照明装置のみに用いた場合の構成を示す図である。
【図７】本発明のプリロード装置１００およびテレセントリック光学系の芯ずれ量測定装置２００を用いて棒鋼用圧延機１０の孔型Ｓの芯ずれ量を測定する方法を説明するためのフローチャートである。
【図８】本発明に係る他のプリロード装置１００を棒鋼通過孔１３に取り付けた状態を示す断面図である。
【図９】本発明に係るプリロード装置１００の爪部材１０２ａ〜１０２ｄを図８に示す状態から突出させて圧延ロール１２ａ〜１２ｄをプリロードした状態を示す断面図である。
【図１０】棒鋼用圧延機１０の側面構成図である。
【図１１】（ａ）は、棒鋼用圧延機１０における前段の圧延ロール１２ａ〜１２ｄを棒鋼Ｒの移動方向から見た図、（ｂ）は、後段の圧延ロール１３ａ〜１３ｄを棒鋼Ｒの移動方向から見た図である。
【図１２】（ａ）は、各圧延ロール１２ａ〜１２ｄが孔の芯１６から等しい距離で上下左右に配置された状態（芯ずれのない状態）を示す図、（ｂ）は、適正な断面形状の棒鋼Ｒａの形成図、（ｃ）は、各圧延ロール１２ａ〜１２ｄが孔の芯１６から異なる距離で上下左右に配置された状態（芯ずれ状態）を示す図、（ｄ）は、不適正な断面形状の棒鋼Ｒａの形成図である。
【図１３】撮像画像中の圧延ロールエッジがぼけた様子を現すイメージ図である。
【図１４】照明装置の出射光が圧延ロールに反射して撮像される不具合を説明するための図である。
【符号の説明】
【００４５】
１００…プリロード装置
１０１…プリロード本体
１０１ａ…フランジ
１０２ａ〜１０２ｄ…爪部材
１０３ａ〜１０３ｄ…押出部材（長尺ボルト）
１０４ａ〜１０４ｄ…収容孔
１０５ａ〜１０５ｄ…ボルト孔
１０６ａ〜１０６ｄ…押出部材（油圧シリンダ）
１０７ａ〜１０７ｄ…ロッド部
１０８ａ〜１０８ｄ…孔
２００…テレセントリック光学系の芯ずれ量測定装置
１０…棒鋼用圧延機 
１１…ハウジング
１２ａ〜１２ｄ…圧延ロール 
１３…棒鋼通過孔
３１…テレセントリック光学系の照明装置 
３３…２次元ＣＣＤカメラ 
３３ａ…テレセントリックレンズ 
３５…画像処理装置 
Ｓ…孔型
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１４】
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【図１３】
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