KR101642280B1 - 레이저 프로파일 스캐닝과 레이저 클래딩을 이용한 철도 레일 보수장치 및 방법 - Google Patents

레이저 프로파일 스캐닝과 레이저 클래딩을 이용한 철도 레일 보수장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 철도 레일에 발생한 표면손상으로 인하여 변형된 철도 레일의 형상을 레이저 스캐닝을 통해서 정밀하게 파악하고, 레이저를 이용한 용접 기술인 레이저 클래딩(Laser Cladding)을 이용하여 철도 레일의 표면손상 부위를 정상적으로 보수하는 철도 레일 보수장치 및 철도 레일 보수방법에 관한 것이다.
본 발명에서는 철도 레일(400)을 따라 이동하면서 스캔용 레이저(21)를 철도 레일(400)의 표면에 조사(照射)하여 철도 레일(400)의 표면에 발생한 손상부위를 측정하는 레이저 프로파일 스캐너(20)와; 레이저 프로파일 스캐너(20)의 후방에 위치하고 레이저 프로파일 스캐너(20)와 함께 철도 레일(400)을 따라 이동하면서, 레이저 프로파일 스캐너(20)에 의해 파악된 철도 레일 표면의 손상부위(300)에 용접재료 분말(36)을 분사하고 용접 레이저(35)를 조사하여 용접재료 분말(36)을 녹여서 철도 레일 표면의 손상부위를 용접재료로 메꾸어서 보수하는 레이저 클래딩 장치(30)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 철도 레일 보수장치와, 이를 이용한 보수방법이 제공된다.

Description

레이저 프로파일 스캐닝과 레이저 클래딩을 이용한 철도 레일 보수장치 및 방법{Railway Maintenance Apparatus and Method using Laser Cladding and Laser Profile Scanning}
본 발명은 철도 차량이 주행하는 철도 레일을 보수하는 장치 및 방법에 관한 것으로서, 구체적으로는 철도 레일을 따라 주행하면서 철도 레일의 표면손상 부위와 상태, 그리고 해당 손상 발생 위치에서의 철도 레일의 형상(프로파일/Profile)을 레이저 스캐닝을 통해서 파악하고, 레이저를 이용한 용접 기술인 레이저 클래딩(Laser Cladding)에 의해 철도 레일의 표면손상 부위를 보수하는 철도 레일 보수장치 및 철도 레일 보수방법에 관한 것이다.
철도 레일의 표면은 철도 차량이 주행함에 따라 여러 가지 형태의 손상이 발생한다. 예를 들어, 파상마모, 표면박리, 표면 경화, 용접부 패임 등이 철도 레일의 표면에 발생하게 되고, 그로 인하여 철도 레일의 표면 형상이 철도 차량의 안전한 주행을 위협하는 상태로 악화되는 현상이 발생하게 된다. 그런데 철도 레일의 표면 상태는 철도 차량의 안전한 주행에 매우 중요한 요소가 됨은 물론이고, 철도 차량의 승차감, 주행 소음 등에도 매우 중요하게 작용한다. 따라서 철도 레일의 표면 상태 및 철도 레일의 표면 형상(표면 프로파일/profile)을 정상적인 상태로 유지 관리하는 작업 즉, 철도 레일의 유지보수 작업은 철도에 있어서 매우 중요하며, 이를 위하여 현재 많은 비용이 소요되고 있는 실정이다.
종래에는 철도 레일의 유지보수 작업이 육안 검사 및 철도 레일 연마에 의해 이루어졌다. 철도의 운행이 중단된 야간에 작업자가 철도 레일을 따라가면서 육안으로 손상여부를 파악한 후, 손상 정도에 따라 레일을 교체하거나, 연마장치를 이용하여 철도 레일의 표면을 연마하는 방식으로 이루어졌다. 대한민국 공개특허공보 제10-2012-0000446호에는 철도 레일의 주행면을 연마하는 레일 연마기가 개시되어 있다.
그런데 이와 같이 육안 검사 및 레일 연마에 의한 철도 레일의 유지보수 작업은, 시간이 많이 소요될 뿐만 아니라 철도 레일의 손상 부위에 맞추어서 정밀하게 보수하는 데에도 큰 한계가 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2012-0000446호(2012. 01. 02. 공개).
본 발명은 위와 같은 종래 기술의 한계를 극복하기 위하여 개발된 것으로서, 구체적으로는 철도 레일의 표면에 발생한 손상부위와, 레일 표면의 손상으로 인하여 철도 레일이 변형된 형상을 정밀하게 파악하고, 그에 맞추어서 신속하고 용이하게 철도 레일의 손상부위를 보수할 수 있는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다. 특히, 이와 같은 철도 레일의 유지보수 작업을 자동화시킬 수 있도록 하며, 육안 검사로는 확인이 어려운 철도 레일의 표면 및 형상 변형도 정밀하게 측정하고 이에 대응하여 적절한 보수작업이 수행될 수 있도록 하는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
위와 같은 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는, 철도 레일에 발생한 표면손상으로 인하여 변형된 철도 레일의 형상을 레이저 스캐닝을 통해서 정밀하게 파악하고, 레이저를 이용한 용접 기술인 레이저 클래딩(Laser Cladding)을 이용하여 철도 레일의 표면손상 부위를 정상적으로 보수하는 철도 레일 보수장치 및 철도 레일 보수방법이 제공된다.
구체적으로 본 발명에서는, 철도 레일을 따라 이동하면서 스캔용 레이저를 철도 레일의 표면에 조사(照射)하여 철도 레일의 표면 형상에 대한 데이터를 취득하여 철도 레일의 표면에 발생한 손상부위를 측정하는 레이저 프로파일 스캐너와; 레이저 프로파일 스캐너의 후방에 위치하고 레이저 프로파일 스캐너와 함께 철도 레일을 따라 이동하면서, 레이저 프로파일 스캐너에 의해 파악된 철도 레일 표면의 손상부위에 용접재료 분말을 분사하고 용접 레이저를 조사하여 용접재료 분말을 녹여서 철도 레일 표면의 손상부위를 용접재료로 메꾸어서 보수하는 레이저 클래딩 장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 철도 레일 보수장치가 제공된다.
또한 본 발명에서는 레이저 프로파일 스캐너를 철도 레일을 따라 이동시키면서 철도 레일의 표면에 레이저 프로파일 스캐너에 의해 스캔용 레이저를 조사(照射)하여 철도 레일의 표면 형상에 대한 데이터를 취득하여 철도 레일의 표면에 발생한 손상부위를 측정하는 단계; 및 용접재료 분말을 분사하고 용접 레이저를 조사하여 용접재료 분말을 녹이는 레이저 클래딩 장치를 레이저 프로파일 스캐너의 후방에 위치시켜 레이저 프로파일 스캐너와 함께 철도 레일을 따라 이동하게 만들어서, 레이저 프로파일 스캐너에 의해 파악된 철도 레일 표면의 손상부위에 철도 레일 표면의 손상부위를 용접재료로 메꾸어서 보수하는 단계를 포함하는 것을 철도 레일 보수방법이 제공된다.
위와 같은 본 발명의 보수장치 및 보수방법에 있어서, 레이저 클래딩 장치는, 용접 레이저를 조사하는 레이저 조사부; 상기 레이저 조사부에 의한 용접 제이저의 조사를 제어하는 제1제어장치; 용접 레이저가 조사되는 부분에 용접 재료의 분말을 분사하는 분사노즐; 및 분사노즐의 작동을 제어하는 제2제어장치를 포함하여 구성될 수 있으며, 더 나아가, 레이저 프로파일 스캐너와 레이저 클래딩 장치는, 철도 레일 위를 주행하는 대차에 탑재되어 있는 구성을 가질 수 있다.
본 발명의 철도 레일 보수장치에 의하면, 철도 레일의 표면 손상을 육안이 아닌 레이저 프로파일 스캐너를 이용한 스캔 레이저에 의해 정확하고 정밀하게 자동 분석함과 동시에, 레이저 프로파일 스캐너를 뒤따라서 이동하는 레이저 클래딩 장치에 의해 손상부위에 대해서만 정밀하게 용접 재료를 용융방식에 의해 박막형태로 피복하게 되며, 따라서 철도 레일의 유지 보수 작업이 신속하고 정밀하게 이루어질 수 있게 되는 장점이 있다.
특히, 스캔 레이저를 이용하여 손상부위를 파악하게 되므로, 육안으로 손상부위를 파악하던 종래 기술에 비하여 미세한 결함까지도 쉽게 검출할 수 있게 되며, 더 나아가, 손상부위에 대한 보수가 레이저 클래딩 장치에 의해 자동적으로 이루어지므로, 미세한 결합에 대해서도 완벽하게 그리고 정밀하게 보수가 이루어질 수 있게 되는 장점이 있다.
따라서 본 발명에 의하면, 철도 레일의 손상부위를 정밀하게 파악할 수 있을 뿐만 아니라, 그에 맞추어서 신속하고 용이하게 철도 레일의 손상부위를 보수할 수 있게 되며, 이러한 철도 레일의 유지보수 작업을 자동화시킬 수 있고, 육안 검사로는 확인이 어려운 철도 레일의 표면 및 형상 변형도 정밀하게 측정하고 이에 대응하여 적절한 보수작업이 수행될 수 있게 되는 장점이 있다.
도 1은 철도 레일 위를 주행하는 대차에 본 발명에 따른 철도 레일 보수장치가 탑재되어 있는 상태를 보여주는 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1의 선 A-A에 따른 개략적인 측단면도이다.
도 3은 도 1의 원 B부분의 개략적인 확대도이다.
도 4는 본 발명의 철도 레일 보수장치에 구비된 레이저 클래딩 장치를 상세히 보여주는 도 1의 원 C부분의 개략적인 확대도이다.
도 5는 도 4의 레이저 클래딩 장치를 다른 각도에서 바라본 상태로 도시한 도 4에 대응되는 개략적인 확대도이다.
도 6은 도 4의 선 D-D에 따른 개략적인 단면도이다.
도 7은 본 발명에서 레이저 클래딩 장치에 의해 철도 레일의 폭방향으로 선형의 형태로 용접 레이저가 조사되는 것을 보여주는 개략도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 하나의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지 않는다.
도 1에는 철도 레일(400) 위를 주행하는 대차(200)에 본 발명에 따른 철도 레일 보수장치(100)가 탑재되어 있는 상태를 보여주는 개략적인 사시도가 도시되어 있으며, 도 2에는 도 1의 선 A-A에 따른 개략적인 측단면도가 도시되어 있으며, 도 3에는 도 1의 원 B부분의 개략적인 확대도가 도시되어 있다.
도면에 도시된 것처럼, 본 발명에 따른 철도 레일 보수장치(100)는, 스캔용 레이저(21)를 철도 레일(400)의 표면에 조사(照射)하여 철도 레일(400)의 표면 형상(profile)에 대한 데이터를 취득하는 레이저 프로파일 스캐너(scanner)(20)와, 철도 레일 표면의 손상부위(300)에 용접재료 분말(36)을 분사하고 용접 레이저(35)를 조사하여 클래딩에 의해 철도 레일의 표면 손상부위를 용접재료로 메꾸어서 보수하는 레이저 클래딩 장치(30)를 포함하여 구성된다.
구체적으로 본 발명의 철도 레일 보수장치(100)에는 레이저 프로파일 스캐너(20)가 구비되어 있는데, 레이저 프로파일 스캐너(20)는 철도 레일(400)의 표면으로 레이저를 조사하여, 철도 레일(400)의 표면 형상을 파악할 수 있는 데이터를 취득하게 된다. 레이저 프로파일 스캐너(20)는 철도 레일(400)을 따라 이동하게 되는데, 도면에 도시된 실시예에서는 철도 레일(400) 위를 주행하는 대차(200)에 레이저 프로파일 스캐너(20)가 탑재되어 있어서, 대차(200)가 철도 레일(400) 위를 주행함에 따라 레이저 프로파일 스캐너(20)는 철도 레일(400)을 따라 이동하도록 구성되어 있다.
이와 같이, 본 발명의 철도 레일 보수장치(100)에서는 레이저 프로파일 스캐너(20)가 구비되고, 레이저 프로파일 스캐너(20)가 철도 레일(400)을 따라 이동하면서 스캔용 레이저(21)를 조사하여 이를 통해서 철도 레일(400)의 표면 형상을 파악함으로써, 철도 레일(400)의 표면에 파상마모나 찰상, 또는 박리 등에 의해 오목하게 파인 손상부위(300)가 존재하는지의 여부뿐만 아니라, 철도 레일(400)의 표면이 오목하게 파인 손상부위(300)의 크기, 깊이 및 형상을 자동적으로 그리고 정밀하게 파악할 수 있게 된다.
도 4에는 본 발명의 철도 레일 보수장치(100)에 구비된 레이저 클래딩 장치(30)를 상세히 보여주는 도 1의 원 C부분의 개략적인 확대도가 도시되어 있고, 도 5는 도 4의 레이저 클래딩 장치(30)를 다른 각도에서 바라본 상태로 도시한 도 4에 대응되는 개략적인 확대도가 도시되어 있다. 도 6에는 도 4의 선 D-D에 따른 개략적인 단면도가 도시되어 있고, 도 7에는 레이저 클래딩 장치(30)에 의해 철도 레일(400)의 폭방향으로 선형의 형태로 용접 레이저(35)가 조사되는 것을 보여주는 개략도가 도시되어 있다. 도 4 및 도 5에서는 레이저 클래딩 장치(30)를, 그 내부 구성이 보이도록, 투시도의 형태로 도시하였다.
레이저 클래딩 장치(30)는 용접 레이저(35)를 이용하여 용접 재료를 녹여서 철도 레일(400)의 표면에 피복하는 장치인데, 구체적으로 도면에 예시된 것처럼, 용접 레이저(35)를 조사하는 레이저 조사부(31)와 이를 제어하는 제1제어장치(32), 그리고 용접 레이저가 조사되는 부분에 용접 재료의 분말(36)을 분사하는 분사노즐(33)과 이를 제어하는 제2제어장치(34)를 포함하여 구성된다. 상기한 레이저 조사부(31)와 분사노즐(33)은 상자형 케이스 내에 함께 설치될 수 있고, 이러한 레이저 클래딩 장치(30)는 철도 레일 보수장치(100)의 진행방향으로 레이저 프로파일 스캐너(20)의 후방으로 인접하게 설치되어 철도 레일(400)을 따라 레이저 프로파일 스캐너(20)와 같은 속도로 철도 레일(400)을 따라 이동하게 된다. 도면에 도시된 실시예의 경우, 레이저 클래딩 장치(30)도 대차(200)에 탑재되어 대차(200)가 철도 레일(400) 위를 주행함에 따라 함께 이동하도록 구성되어 있다.
본 발명에서 레이저 클래딩 장치(30)는 도 7에 도시된 것처럼 철도 레일(400)의 폭방향(철도 레일의 연장방향에 대해 평면에서 직교하는 방향)으로 선(線)을 이루도록 용접 레이저(35)를 조사한다. 이를 위해서, 레이저 클래딩 장치(30)의 레이저 조사부(31)는, 얇은 판형태로 이루어져 있고 각각 선형의 용접 레이저를 조사하는 다이오드 레이저 바(diode laser bar)(310)가 철도 레일(400)의 폭방향으로 복수개가 연속되어 포개져 있는 구성을 가지고 있다. 각각의 다이오드 레이저 바(310)는 용접 레이저의 조사 작동이 개별적으로 제어된다. 즉, 각각의 다이오드 레이저 바(310)는 제1제어장치(32)에 의해 개별적으로 온/오프 제어되어 용접 레이저를 각각 조사하는 것이다. 레이저 조사부(31)의 전방에는 분사노즐(33)이 구비되어 용접 재료의 분말(36)을, 용접 레이저(35)가 조사되는 위치로 분사한다. 제2제어장치(34)는 분사노즐(33)을 통해서 용접 재료의 분말(36)이 분사되는 작동을 제어한다. 즉, 제2제어장치(34)는 용접 재료의 분말(36)이 분사노즐로 공급되어야 하는지의 여부, 공급 속도, 공급량 등을 제어하는 것이다.
제1제어장치(32)는 레이저 프로파일 스캐너(20)에 의해 측정된 철도 레일(400)의 표면 형상에 대한 정보, 특히 철도 레일(400)의 손상부위 형태, 깊이 등의 정보에 따라 각각의 다이오드 레이저 바(310)로부터의 용접 레이저(35)의 조사를 제어한다. 즉, 프로파일 스캐너(20)에 의해 측정된 철도 레일(400)의 손상부위 형태와 크기, 그리고 깊이의 정보에 맞추어서, 손상부위(300)의 위쪽에 위치하게 되는 다이오드 레이저 바(diode laser bar)(310)만을 작동시켜 용접 레이저(35)가 조사되도록 함으로서, 손상부위(300) 위로 분무된 용접 재료의 분말(36)이 용접 레이저(35)에 의해 용융되어 손상부위(300)를 메꿔서 철도 레일(400)의 표면을 손상 전의 형상에 맞추어 평탄하게 만들게 되는 것이다. 도면에서 도면부호 410은 용접 재료의 분말(36)이 용접 레이저(35)에 의해 용융되어 오목하던 손상부위(300)를 메꿔서 보수한 부분 즉, 보수완료부분(410)을 나타낸다.
이와 같이, 본 발명의 철도 레일 보수장치(100)에서는 레이저 프로파일 스캐너(20)에 의해 파악된 철도 레일(400)의 손상부위(300)의 크기, 깊이 및 형상에 맞추어서, 레이저 프로파일 스캐너(20)의 후방에 위치한 레이저 클래딩 장치(30)를 이용하여 손상부위(300)를 용접 재료로 메꾸어서 자동적으로 철도 레일(400)의 표면을 손상 전의 형상에 맞추어 평탄하게 만들어 보수하게 되는 것이다.
위에서 살펴본 본 발명의 철도 레일 보수장치(100)에 의하면, 철도 레일(400)의 표면 손상을 육안이 아닌 레이저 프로파일 스캐너(20)를 이용한 스캔 레이저에 의해 정확하고 정밀하게 자동 분석함과 동시에, 레이저 프로파일 스캐너(20)를 뒤따라서 이동하는 레이저 클래딩 장치(30)에 의해 손상부위(300)에 대해서만 정밀하게 용접 재료를 용융방식에 의해 박막형태로 피복하게 되며, 따라서 철도 레일의 유지 보수 작업이 신속하고 정밀하게 이루어질 수 있게 되는 장점이 있다.
특히, 스캔 레이저를 이용하여 손상부위를 파악하게 되므로, 육안으로 손상부위를 파악하던 종래 기술에 비하여 미세한 결함까지도 쉽게 검출할 수 있게 되며, 더 나아가, 손상부위에 대한 보수가 레이저 클래딩 장치(30)에 의해 자동적으로 이루어지므로, 미세한 결합에 대해서도 완벽하게 그리고 정밀하게 보수가 이루어질 수 있게 되는 장점이 있다.
20: 레이저 프로파일 스캐너
30: 레이저 클래딩 장치
200: 대차
300: 손상부위
400: 레일

Claims (6)

  1. 철도 레일(400)을 따라 이동하면서 스캔용 레이저(21)를 철도 레일(400)의 표면에 조사(照射)하여 철도 레일(400)의 표면 형상을 스캔하여 철도 레일(400)의 표면에 발생한 손상부위의 형태와 크기, 및 손상부위의 깊이 정보를 취득하는 레이저 프로파일 스캐너(20)와;
    레이저 프로파일 스캐너(20)의 후방에 위치하여, 레이저 프로파일 스캐너(20)에 의해 파악된 철도 레일 표면의 손상부위(300)에 용접재료 분말(36)을 분사하고 용접 레이저(35)를 조사하여 용접재료 분말(36)을 녹여서 철도 레일 표면의 손상부위를 용접재료로 메꾸어서 보수하는 레이저 클래딩 장치(30)와;
    레이저 프로파일 스캐너(20)와 레이저 클래딩 장치(30)가 탑재된 상태로 철도 레일(400) 위를 주행함으로써, 레이저 프로파일 스캐너(20)와 레이저 클래딩 장치(30)가 철도 레일(400)을 따라 이동하게 만드는 대차(200)를 포함하며;
    레이저 클래딩 장치(30)는, 용접 재료의 분말(36)이 용융되도록 용접 레이저(35)를 조사하는 레이저 조사부(31); 상기 레이저 조사부(31)의 전방에 구비되어 용접 레이저(35)가 조사되는 부분에 용접 재료의 분말(36)을 분사하는 분사노즐(33); 레이저 조사부(31)에 의한 용접 레이저(35)의 조사를 제어하는 제1제어장치(32); 및 분사노즐(33)의 작동을 제어하는 제2제어장치(34)를 포함하여 구성되고;
    레이저 클래딩 장치(30)의 레이저 조사부(31)는, 판형태로 이루어져 있고 각각 선형의 용접 레이저를 조사하는 다이오드 레이저 바(diode laser bar)(310)가 철도 레일(400)의 폭방향으로 복수개가 연속되어 포개져 있어서, 철도 레일(400)의 폭방향으로 선(線)을 이루도록 용접 레이저(35)를 조사할 수 있는 구성을 가지며;
    레이저 조사부(31)에 구비된 각각의 다이오드 레이저 바(310)는 제1제어장치(32)에 의해 개별적으로 온/오프 제어되어 용접 레이저를 각각 조사하게 되며;
    제2제어장치(34)는 용접 재료의 분말(36)이 분사노즐로 공급되어 분사되어야 하는지의 여부, 상기 분말(36)을 공급하는 속도, 및 상기 분말(36)의 공급량을 제어하도록 구성되어;
    레이저 프로파일 스캐너(20)에 의해 측정된 철도 레일(400)의 손상부위 형태와 크기, 및 손상부위의 깊이 정보에 따라, 철도 레일의 손상부위 위쪽에 위치하는 다이오드 레이저 바(310)만이 작동되어 용접 레이저(35)가 손상부위에 조사됨으로써, 손상부위 위로 분무된 용접 재료의 분말(36)이 용접 레이저(35)에 의해 용융되어 손상부위를 메꿔서 철도 레일(400)의 표면이 손상전의 형상을 가지도록 만들게 되는 것을 특징으로 하는 철도 레일 보수장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 레이저 프로파일 스캐너(20)를 대차(200)에 탑재하고, 대차(200)를 철도 레일(400) 위로 주행시킴으로써, 레이저 프로파일 스캐너(20)를 철도 레일(400)을 따라 이동시키면서 철도 레일(400)의 표면에 레이저 프로파일 스캐너(20)에 의해 스캔용 레이저(21)를 조사(照射)하여 철도 레일(400)의 표면을 스캔하여 철도 레일(400)의 표면에 발생한 손상부위의 형태와 크기, 및 손상부위의 깊이 정보를 취득하는 단계; 및
    용접재료 분말(36)을 분사하고 용접 레이저(35)를 조사하여 용접재료 분말(36)을 녹이는 레이저 클래딩 장치(30)를 레이저 프로파일 스캐너(20)의 후방에 위치시킨 상태로 대차(200)에 탑재시켜서 대차(200)가 주행함에 따라 레이저 클래딩 장치(30)가 레이저 프로파일 스캐너(20)와 함께 철도 레일(400)을 따라 이동하게 만들어서, 레이저 프로파일 스캐너(20)에 의해 파악된 철도 레일 표면의 손상부위(300)에 철도 레일 표면의 손상부위를 용접재료로 메꾸어서 보수하는 단계를 포함하며;
    레이저 클래딩 장치(30)의 레이저 조사부(31)는, 판형태로 이루어져 있고 각각 선형의 용접 레이저를 조사하는 다이오드 레이저 바(diode laser bar)(310)가 철도 레일(400)의 폭방향으로 복수개가 연속되어 포개져 있어서, 철도 레일(400)의 폭방향으로 선(線)을 이루도록 용접 레이저(35)를 조사할 수 있는 구성을 가지며;
    레이저 조사부(31)에 구비된 각각의 다이오드 레이저 바(310)는 제1제어장치(32)에 의해 개별적으로 온/오프 제어되어 용접 레이저를 각각 조사하게 되며;
    제2제어장치(34)는 용접 재료의 분말(36)이 분사노즐로 공급되어 분사되어야 하는지의 여부, 상기 분말(36)을 공급하는 속도, 및 상기 분말(36)의 공급량을 제어하게 되어;
    레이저 클래딩 장치(30)가 철도 레일 표면의 손상부위를 보수하는 단계에서는, 레이저 프로파일 스캐너(20)에 의해 측정된 철도 레일(400)의 손상부위 형태와 크기, 및 손상부위의 깊이 정보에 따라, 철도 레일의 손상부위 위쪽에 위치하는 다이오드 레이저 바(310)만이 작동되어 용접 레이저(35)가 손상부위에 조사됨으로써, 손상부위 위로 분무된 용접 재료의 분말(36)이 용접 레이저(35)에 의해 용융되어 손상부위를 메꿔서 철도 레일(400)의 표면이 손상전의 형상을 가지도록 만들게 되는 것을 특징으로 하는 철도 레일 보수방법.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101833484B1 (ko) 2016-11-28 2018-02-28 (주)익스트리플 철도용 레일 검사 장치
CN107988863A (zh) * 2017-12-14 2018-05-04 朱小英 一种火车轨道自动除锈车
KR20190048879A (ko) * 2017-10-31 2019-05-09 한국철도기술연구원 레일 표면 처리장치
KR20220039892A (ko) * 2020-09-21 2022-03-30 한국철도기술연구원 레일 프로파일 기반 연마장치
KR20230090387A (ko) 2021-12-14 2023-06-22 한국철도기술연구원 위치정보 기록이 가능한 원격 조종기반 비접촉식 레일 프로파일 측정용 가이드 시스템

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106825125A (zh) * 2016-12-30 2017-06-13 安徽昱工机电科技有限公司 一种大尺寸零件校正压机及其制造方法
CN107354458B (zh) * 2017-07-31 2019-07-12 安徽昱工机电科技有限公司 一种铁路货车下芯盘修复方法
CN108562244A (zh) * 2018-06-26 2018-09-21 北京拓博尔轨道维护技术有限公司 一种线激光钢轨轮廓精度测量仪
CN109551126A (zh) * 2019-01-29 2019-04-02 长沙星沙机床有限公司 一种送料装置及其组成的半导体激光机器人加工设备
CN110080049B (zh) * 2019-04-04 2020-08-11 华中科技大学 结合激光熔覆-机加工进行增减材修复钢轨的装置及方法
CN113668304B (zh) * 2021-08-19 2022-05-27 燕山大学 一种钢轨型面智能修复车
CN113668303B (zh) * 2021-08-19 2022-08-05 燕山大学 一种钢轨型面修复用辊压成型装置及辊压方法
KR102568087B1 (ko) * 2022-12-21 2023-08-22 한국건설기술연구원 시멘트계 적층재료와 3d 프린팅을 이용한 구조물의 보수방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102776812A (zh) * 2012-03-27 2012-11-14 武汉新瑞达激光工程有限责任公司 一种在线式钢轨激光加工车
JP2013086163A (ja) * 2011-10-21 2013-05-13 Ihi Corp 亀裂の補修方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101194791B1 (ko) 2010-06-25 2012-10-25 서울메트로 분기기 레일연마기
KR101281582B1 (ko) * 2010-11-12 2013-07-03 한국과학기술원 비파괴검사용 비접촉식 영상화 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013086163A (ja) * 2011-10-21 2013-05-13 Ihi Corp 亀裂の補修方法
CN102776812A (zh) * 2012-03-27 2012-11-14 武汉新瑞达激光工程有限责任公司 一种在线式钢轨激光加工车

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101833484B1 (ko) 2016-11-28 2018-02-28 (주)익스트리플 철도용 레일 검사 장치
KR20190048879A (ko) * 2017-10-31 2019-05-09 한국철도기술연구원 레일 표면 처리장치
KR102013199B1 (ko) * 2017-10-31 2019-08-22 한국철도기술연구원 레일 표면 처리장치
CN107988863A (zh) * 2017-12-14 2018-05-04 朱小英 一种火车轨道自动除锈车
CN107988863B (zh) * 2017-12-14 2019-02-26 朱小英 一种火车轨道自动除锈车
KR20220039892A (ko) * 2020-09-21 2022-03-30 한국철도기술연구원 레일 프로파일 기반 연마장치
KR102465764B1 (ko) * 2020-09-21 2022-11-15 한국철도기술연구원 레일 프로파일 기반 연마장치
KR20230090387A (ko) 2021-12-14 2023-06-22 한국철도기술연구원 위치정보 기록이 가능한 원격 조종기반 비접촉식 레일 프로파일 측정용 가이드 시스템

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