ES2291802T5

ES2291802T5 - Dispositivo para soldadura por láser

Info

Publication number: ES2291802T5
Application number: ES04029273T
Authority: ES
Inventors: Roberto Menin; Arturo Baroncelli; Enrico Mauletti
Original assignee: Comau SpA
Current assignee: Comau SpA
Priority date: 2003-12-18
Filing date: 2004-12-10
Publication date: 2012-04-16
Anticipated expiration: 2024-12-10
Also published as: MXPA04012504A; DE602004008873T2; EP1568436B1; EP1568436B2; CN1628928A; KR20050062394A; EP1568436A1; CA2489941A1; DE602004008873D1; US7786404B2; KR101146856B1; US20050150876A1; JP2005177862A; DE602004008873T3; ES2291802T3; JP4629425B2; CA2489941C; ATE372852T1; CN100473486C

Abstract

Procedimiento para la soldadura por láser de una estructura compuesta de elementos de plancha de metal, en el que: - un robot manipulador (1) está provisto de un número de ejes, el cual incluye una pluralidad de motores eléctricos, que controlan el movimiento de elementos constitutivos del robot alrededor de dichos ejes y una unidad de control electrónico programable (2) para controlar dichos motores eléctricos con el propósito de desplazar un elemento constitutivo terminal (13) del robot según cualquier posición, orientación y trayectoria en el interior de un primer espacio tridimensional previamente determinado; - dicho robot manipulador (1) está provisto de un dispositivo (3) para enfocar un rayo láser y para orientar el rayo láser enfocado en el interior de un segundo espacio tridimensional previamente determinado (S); - dicho robot manipulador está controlado para el desplazamiento del elemento constitutivo terminal (13) anteriormente mencionado del robot (1) a lo largo de una trayectoria simplificada (R) en la proximidad, pero no muy estrechamente adyacente, de diversas áreas de la estructura que se tienen que soldar; - unos medios de control electrónico programable adicionales están previstos para controlar el dispositivo (3) anteriormente mencionado para enfocar y orientar el rayo láser de tal modo que, mientras el elemento extremo (13) del robot describe la trayectoria simplificada (R) anteriormente mencionada, el rayo láser enfocado (L) se orienta en la dirección de todas las diversas áreas (T) de la estructura que se tiene que soldar y, para cada área, ejecuta un tramo o cordón de soldadura por láser, caracterizado porque el punto del rayo láser sobre la estructura que se tiene que soldar se mueve con respecto al mismo en la dirección longitudinal de cada tramo de soldadura a una velocidad la cual no es muy dependiente de la velocidad del movimiento de dicho elemento constitutivo terminal (13) del robot, de tal modo que durante el desplazamiento de dicho robot manipulador (1) dicho elemento constitutivo extremo (13) es capaz de mantener todavía iluminada un área determinada de la estructura que se tiene que soldar, mientras el robot manipulador (1) ya ha avanzado.

Description

Procedimiento y dispositivo para soldadura por láser.

La presente invención se refiere a dispositivos para soldadura por láser, particularmente para la soldadura de estructuras fabricadas de plancha de metal que constituyen conjuntos o subconjuntos de carrocerías o bastidores de vehículos a motor.

El presente solicitante ha propuesto desde hace algún tiempo (véanse, por ejemplo, las patentes europeas números EP 0440001 B1 y EP 0440002 B1 con respecto al denominado sistema "LASERGATE") dispositivos para la soldadura por láser de estructuras de vehículos a motor. La utilización de soldadura por láser para dichas aplicaciones, sin embargo, particularmente no encuentra una amplia difusión inmediatamente después de su primera propuesta, a principios de los años noventa. Esto es debido principalmente al hecho de que los experimentos realizados con las primeras formas de realización de los dispositivos de soldadura por láser demostraron la existencia de una amplia gama de problemas relacionados con dicha tecnología.

Un primer problema importante deriva de la amplia utilización, en el campo del automóvil, de planchas de metal provistas de una capa protectora exterior recubierta de zinc. Dicha capa da lugar a la generación de vapores de zinc durante la operación de soldadura por láser, lo cual frecuentemente se convierte en problemático para obtener una soldadura de buena calidad.

El problema anterior ha sido tratado e ilustrado extensamente en las solicitudes de patentes europeas números EP 1238748 A1 y EP 1236535 A1, presentadas a nombre del presente solicitante, en las que se ilustran dispositivos que son capaces de superar, de un modo simple y eficaz, el obstáculo técnico anteriormente mencionado, garantizando medios de escape para los vapores de zinc que se forman durante el proceso de soldadura. Otra solución al problema constituido por los vapores de zinc también ha sido propuesta en la solicitud de patente italiana número TO 2002A000760, presentada a nombre del presente solicitante.

Sin embargo, ha requerido algo de tiempo que el problema técnico anteriormente mencionado haya sido reconocido, estudiado y resuelto de un modo completo, un hecho que explica, por lo menos en parte, la extensión del periodo de gestación de la utilización de la soldadura por láser en el campo del automóvil.

Otro problema importante que es necesario tener en cuenta en la aplicación de la soldadura por láser para el montaje de estructuras de vehículos a motor está relacionado con la necesidad de garantizar una alta calidad del montaje con tiempos de producción reducidos. Una estación para el montaje de una carrocería de un vehículo a motor o para su submontaje típicamente comprende una pluralidad de elementos de colocación y equipo de sujeción que aseguren la colocación correcta de los elementos de plancha de metal que constituyen la estructura durante la etapa de soldadura. Existe, por supuesto, un límite mínimo al número de piezas del equipo de sujeción que pueden estar provistas para dicho propósito, por debajo del cual la geometría de la estructura no se garantiza adecuadamente, con la consecuencia de una calidad insuficiente de la operación de montaje. Como consecuencia, la estación de soldadura está relativamente "poblada" por un conjunto de equipos de sujeción, con los correspondientes dispositivos de control para maniobrar dicho equipo entre una condición abierta, inoperante, y una condición cerrada, operativa. A esto se añade el hecho de que, en el caso de estaciones de soldadura flexibles capaces de funcionar sobre diferentes tipos o modelos o bien versiones de estructuras que se tienen que soldar, la estación de soldadura está también provista de medios para el guiado y el control de diferentes estructuras para sostener el equipo de sujeción, las cuales son rápidamente intercambiables entre sí según el tipo de carrocería o subconjunto que en cada momento llegue a la estación de soldadura. La consiguiente relativa complejidad de la estructura de la estación de soldadura y de sus piezas evidentemente hace más difícil el trabajo de los robots de manipulación que se utilizan para transportar los medios de soldadura (pistolas de soldadura eléctrica u horquillas en el caso convencional, cabezales de láser en el caso de soldadura por láser) en la proximidad de las diversas áreas de la estructura que se tiene que soldar.

Tanto en el caso de la tecnología tradicional que utiliza pistolas de soldadura eléctrica como en el caso de la soldadura por láser, el robot se debe mover sucesivamente en una serie de áreas de la estructura que se tiene que soldar para ejecutar las soldaduras que están asignadas a ellas. Por consiguiente, después de que la estructura que se tiene que soldar haya llegado a la estación de soldadura, debe permanecer en dicha estación durante un tiempo por lo menos suficiente para permitir que cada robot lleve a cabo todas las soldaduras asignadas al mismo. Evidentemente, el tiempo de estancia en la estación de soldadura se puede reducir incrementando el número de robots, pero también en este caso existe un límite a dicha posibilidad, el cual es debido tanto a razones de costes como al hecho de que, por encima de un cierto número de robots, cada uno de los robots se convierte en un obstáculo a la funcionalidad de uno o más robots adyacentes al mismo.

Por otra parte, el tiempo utilizado por cada robot para realizar todas las soldaduras asignadas está representado no sólo por la suma de los tiempos necesarios para realizar las diversas soldaduras, sino también por el tiempo ocupado en cada ocasión para entrar dentro del área que se tiene que soldar y dicho tiempo no se puede despreciar, sobre todo cuando el robot está forzado a seguir, para ese propósito, una trayectoria relativamente tortuosa, siendo necesario evitar cualquier interferencia tanto con las piezas de la estructura que se tienen que soldar como con las diversas piezas del equipo de sujeción acopladas a las mismas.

Es necesario considerar, por otra parte, que al principio de la aplicación de la tecnología de láser a la soldadura de estructuras de vehículos a motor, los generadores de láser disponibles eran relativamente menos eficaces y menos potentes que los que, en cambio, están actualmente disponibles. Con la primera generación de generadores de láser en cualquier caso era necesario garantizar una posición del cabezal del láser transportado por el robot que estuviera relativamente cerca de la estructura que se tiene que soldar, de forma que la aplicación de la tecnología láser no aportaba ventajas particulares, desde este punto de vista, comparada con las técnicas tradicionales de soldadura eléctrica por puntos. Con los sistemas láser actualmente disponibles, en cambio, existen nuevas perspectivas alentadoras abiertas en el sentido de una reducción importante en los tiempos de fabricación.

La idea que subyace en dicha evolución y que forma el sujeto de los experimentos iniciales llevados a cabo por el presente solicitante consiste en mantener el cabezal del láser a una cierta distancia de la estructura que se tiene que soldar y en proporcionar medios que permitirán enfocar el rayo láser en diferentes áreas de la estructura que se tiene que soldar, sin modificar la posición del cabezal del láser. Esto, por supuesto, se aprovecha no sólo para mover el rayo láser con respecto a la estructura que se tiene que soldar en un área determinada, con el propósito de llevar a cabo un tramo de soldadura, o un cordón de soldadura, sino también y por encima de todo para soldar diferentes áreas de la estructura, sin mover el cabezal transportado por el robot. Una solución en este sentido ha sido propuesta por el presente solicitante en la solicitud de patente europea número EP 1228835A1 (Sistema y procedimiento de soldadura por láser remoto), de la cual es copropietario el presente solicitante. Dicho sistema conocido se aplica, sin embargo, a un robot "cartesiano", no a un robot de un tipo "antropomórfico" y se "añade" y no está integrado en el robot.

El objetivo de la presente invención es proporcionar un dispositivo mejorados de soldadura por láser, los cuales serán capaces de aprovechar la idea subyacente anteriormente mencionada de un modo simple y eficaz para el propósito de capacitar la soldadura por láser de estructuras tales como carrocerías de vehículos a motor o sus subconjuntos garantizando una alta calidad de la soldadura pero al mismo tiempo reduciendo considerablemente los tiempos de producción.

Un dispositivo de soldadura por láser según el preámbulo de la reivindicación 1 es conocido a partir de “Laser welding on the fly with coupled axes systems”, por Klotzbach et al. incluido en The Proceedings of 20th International Congress en ICALEO 2001.

Según la invención, dicho propósito se consigue a través dispositivo según la reivindicación 1.

Las características ventajosas adicionales de la invención están indicadas en las reivindicaciones subordinadas.

La posibilidad de mantener el cabezal de enfoque a una distancia de la pieza de trabajo que se tiene que soldar permite una simplificación considerable de la trayectoria del cabezal transportado por el robot durante la ejecución de la soldadura. Durante la etapa de soldadura, el cabezal del láser "vuela por encima" a una cierta distancia de la pieza de trabajo que se tiene que soldar, mientras simultáneamente el rayo láser enfocado se orienta en diversos modos para ejecutar los tramos de soldadura en las diferentes áreas de la pieza de trabajo. Durante cada operación de soldadura, el movimiento del rayo láser enfocado es por lo tanto un movimiento complejo que es el resultado de la suma del movimiento del robot y el movimiento de orientación del rayo láser con respecto al cabezal del láser. De lo cual se deduce que los movimientos del robot y del dispositivo de rastreo que orienta la dirección de enfoque del rayo láser enfocado deben ser controlados de un modo coordinado a fin de tener el resultado deseado.

Se debe indicar que el documento EP 0 483 385 A1 expone un dispositivo de soldadura por láser en el que el rayo láser está orientado de acuerdo con una trayectoria y una velocidad las cuales son independientes de la trayectoria y la velocidad del elemento extremo del robot. Sin embargo en este dispositivo conocido el concepto anteriormente mencionado se aprovecha meramente para impartir oscilaciones periódicas y cíclicas al rayo láser mientras el elemento extremo del robot se mueve en la dirección longitudinal del tramo de soldadura que se tiene que llevar a cabo. Por lo tanto, en este dispositivo conocido el movimiento del rayo láser en la dirección longitudinal del tramo de soldadura se determina unívocamente mediante la velocidad del elemento extremo del robot. En el caso de la presente invención, la velocidad de movimiento del punto del rayo láser a lo largo de la dirección longitudinal del tramo de la soldadura puede ser controlada en cambio a voluntad, independientemente de la velocidad del movimiento del elemento extremo del robot.

Características y ventajas adicionales de la invención se pondrán de manifiesto a partir de la siguiente descripción haciendo referencia a los dibujos adjuntos, los cuales se proporcionan puramente a título de ejemplo no limitativo y en los cuales:

-: la figura 1 es una vista en perspectiva de un robot manipulador; -la figura 2 es una vista esquemática de una estructura que se tiene que soldar y de las diversas áreas en las

cuales se tienen que llevar a cabo los tramos de soldadura por láser y la trayectoria seguida por el cabezal

transportado por el robot durante el ciclo de soldadura;

-: la figura 3 es una vista en sección transversal esquemática que muestra la pieza terminal del robot de la figura 1 según una forma de realización que no forma parte de la invención;

-: la figura 4 ilustra una variante de la figura 3 según una forma de realización que no forma parte de la invención; y

-: la figura 5 muestra una vista en sección esquemática de una forma de realización del dispositivo según la invención.

En la figura 1, el número de referencia 1 designa, globalmente, un robot manipulador de cualquier tipo conocido. El presente solicitante durante algún tiempo ha fabricado y comercializado robots manipuladores de un tipo "antropomórfico", los cuales utilizan un conjunto de elementos montados de tal forma que pueden girar o que están articulados con respecto a nosotros de acuerdo con un conjunto respectivo de ejes (típicamente seis). A cada uno de dichos ejes está asociado un motor eléctrico de control. Los motores eléctricos están controlados por un conjunto de control 2 conectado al robot. El conjunto 2 es capaz de controlar los motores eléctricos de tal forma que muevan, en el espacio, la estructura articulada del robot que transporta el extremo final del robot en cualquier punto de un espacio de una forma y unas dimensiones previamente determinadas. En el elemento extremo del robot está integrado un dispositivo 3 para enfocar y orientar la dirección de enfoque de un rayo láser. El robot 1 de hecho está asociado a un generador láser 4, el cual preferiblemente es del tipo de estado sólido. El rayo láser a la salida del generador 4 es guiado por medio de una fibra óptica, o un haz de fibras ópticas, 5 hasta el dispositivo de enfoque y orientación 3. La pieza extrema de la fibra óptica 5 está integrada en el interior de la estructura del robot, como se puede ver en la figura 3. La fibra óptica 5 termina con un dispositivo de antorcha óptica 6, de un tipo conocido por sí mismo. En el caso de la solución ilustrada en la figura 3, desde la antorcha 6 se asegura un rayo láser divergente 7, el cual es entonces colimado mediante una primera lente 8. El rayo colimado 9 es recibido por una lente 10, la cual asegura, en la salida, un rayo divergente 11. La lente 10 está montada axialmente de un modo deslizante por medio de un patín 12 en la estructura 13 de un elemento del robot. El movimiento del patín 12 está controlado por un accionamiento eléctrico (no representado) de cualquier tipo conocido, el cual igualmente está controlado por una segunda unidad de control electrónico programable. Este segundo conjunto de control está integrado el conjunto de control 2 del robot. Sin embargo también es posible que esté provisto un segundo conjunto de control el cual está separado del conjunto de control del robot y que coopera con el mismo. El rayo divergente 10 es recibido por una segunda lente de colimado 14, la cual asegura, en la salida, un rayo colimado 15 que entra en un dispositivo de rastreo 16 para la orientación de la dirección de enfoque. El dispositivo de rastreo 16 comprende, en sucesión, dos espejos reflectantes 17, 18 que se pueden orientar respectivamente alrededor de un eje 19 y un eje 20, los cuales son ortogonales entre sí y no coplanares y los cuales permiten la orientación del rayo en cualquier dirección en el espacio. Por supuesto, los dos espejos 17, 18 también puede ser sustituidos por un único espejo que se puede orientar alrededor de dos ejes ortogonales. Los movimientos de los dos espejos 17, 18 están controlados por accionamientos eléctricos de cualquier tipo (no ilustrados), controlados por el segundo conjunto de control para orientar el rayo láser cada vez en la dirección deseada. El rayo láser 15, después de ser reflejado sucesivamente por los espejos 17, 18, llega a una lente 21, la cual enfoca el rayo en un punto F de la superficie de una pieza de trabajo

22. En el caso del ejemplo representado en la figura 3, la lente 21 es del tipo denominado F-teta, que es conocido por sí mismo, la cual es capaz de enfocar el rayo siempre en un punto que pertenece al plano de la superficie de la pieza de trabajo 22, cualquiera que sea la dirección de orientación del rayo.

Controlando la orientación de los espejos 17, 18 es posible orientar la dirección de enfoque del rayo láser enfocado final, designado por L en la figura 3. Ajustando la posición axial de la lente 10, además, es posible ajustar la distancia de enfoque.

Gracias a la disposición descrita antes en este documento, para una posición fija del elemento 13 del robot, el rayo enfocado L puede ser apuntado en diferentes direcciones, de forma que enfoque en cualquier punto F de un sólido, esquemáticamente representado en la figura 1 y designado por S.

Utilizando el dispositivo de las figuras 1, 3, es posible, por ejemplo, llevar a cabo una sucesión de tramos de soldadura T de una estructura 23 que se tiene que soldara moviendo el extremo final del robot simplemente de acuerdo con la trayectoria designada por R en la figura 2. Mientras el extremo final del robot se desplaza a lo largo de la trayectoria R, se mantiene a una distancia de la pieza de trabajo 23 y es capaz de ejecutar los diversos tramos de soldadura T gracias a la posibilidad de orientación del rayo enfocado L, obtenido por medio del dispositivo 3. Mientras el robot "pasa por encima" de la pieza de trabajo, el dispositivo 3 orienta el rayo láser adecuadamente forma que "ilumine" las diversas áreas de soldadura en sucesión. Los movimientos están coordinados con el propósito de optimizar los tiempos de fabricación. Durante el movimiento del robot, el rayo láser es por lo tanto capaz de "proceder" más rápido que el robot, anticipando su movimiento, o mantener también un área determinada de la pieza de trabajo todavía "iluminada", mientras el robot ya ha cambiado.

Evidentemente, obtener el resultado anteriormente mencionado implica la necesidad de un control electrónico programado adecuado para controlar tanto los movimientos del robot como los movimientos de las piezas móviles del dispositivo 3. La segunda unidad de control electrónico anteriormente mencionada, la cual tanto puede estar integrada como puede estar separada del conjunto de control del robot y cooperando con el mismo para llevar a cabo a ambas operaciones de control anteriormente mencionadas.

La figura 4 ilustra una variante de la figura 3, la cual difiere de aquella en que presenta una estructura diferente del sistema de rastreado.

En la figura 4, las piezas en común con aquellas ilustradas en la figura 3 están designadas mediante los mismos números de referencia. En este caso, el rayo láser divergente 7 a la salida de la antorcha 6 es colimado por una lente fija 8, entra en un sistema de enfoque constituido por una única lente móvil desde la posición 25 a la posición 25’ (figura 4) y es reflejado por un espejo fijo 27 y entonces por un espejo móvil 28, el cual puede oscilar alrededor de un eje 29 y es transportado por una estructura 30 que es capaz de girar alrededor de un eje 31 con respecto a la estructura 32, la cual transporta el espejo fijo 27 y está unida a la estructura 13.

En la ilustración esquemática de la figura 5, cada uno de los dos grupos ópticos 108, 109 tiene un cuerpo 108a, 109a el cual está montado en el interior de un casquillo tubular 110 en cuyo extremo está insertada la antorcha óptica 6.

El dibujo no muestra ni el modo con el cual son accionadas las lentes móviles de cada uno de los grupos ópticos 108,109 con respecto al cuerpo del grupo respectivo, ni tampoco los medios de motor los cuales accionan el movimiento axial de control de tales lentes, como tampoco la transmisión mecánica asociada con las mismas, puesto que tales detalles constructivos pueden ser llevados a cabo de cualquier modo conocido y la eliminación de tales detalles de los dibujos hacen estos últimos de una compresión más rápida y fácil. Sin embargo, es importante observar que, como se verá en lo que sigue a continuación también, los movimientos axiales para controlar las lentes del grupo óptico 108 y del grupo óptico 109 tienen que estar coordinados juntos. Esto se puede obtener tanto mediante un control electrónico adecuado de los medios de motor los cuales accionan el desplazamiento de control de las lentes del grupo óptico 108 y del grupo óptico 109, como, alternativamente, disponiendo una transmisión mecánica adecuada (por ejemplo una transmisión de levas) entre las piezas móviles de los dos grupos ópticos 108, 109, lo cual permite la ventaja, por una parte, de disponer medios de motor sólo para uno de tales grupos y, por otra parte, evitar la necesidad de un control electrónico de los movimientos coordinados de tales grupos.

En el caso del ejemplo específico ilustrado, el casquillo tubular 10 está dispuesto en el interior de un cuerpo tubular 11, el cual representa un elemento (un brazo) del robot, en el caso de una solución integrada en el interior de la estructura del robot.

En la forma de realización ilustrada, el grupo óptico 108 es un módulo de zoom de colimación, que incluye una primera serie de lentes 112 axialmente móviles, desde las cuales sale un rayo divergente 113 con un diámetro ensanchado y una o más lentes fijas 114 para la colimación del rayo. El rayo láser colimado 115 que sale del módulo de colimación 108 pasa a través de por lo menos una lente 116 que constituye el segundo grupo óptico 109, de forma que lo transforma en un rayo divergente 117 con un diámetro relativamente ancho. El movimiento coordinado del control axial de las lentes de los dos grupos ópticos 108, 109 permite cambiar el diámetro del rayo divergente que sale de tales grupos. El rayo 117 es girado 90° desde un espejo fijo 118 transportado por una estructura de soporte 119 la cual está fijada al cuerpo tubular 110 del dispositivo. El rayo divergente 120 reflejado por el espejo 118 es enfocado por un módulo de enfoque fijo 121, que comprende una o más lentes unidas sostenidas rígidamente por la estructura 119. El módulo de enfoque 121 es capaz de enfocar el rayo con un cono de un ángulo previamente determinado, pero por supuesto la distancia de enfoque del rayo, es decir la distancia del punto de enfoque desde el módulo de enfoque 121 varía dependiendo del diámetro con el cual el rayo 120 llega al módulo de enfoque 121. El rayo enfocado, representado por F, es reflejado por un espejo 122 que tiene dos ejes de oscilación ortogonales entre sí. En particular, el espejo 122 está articuladamente sostenido alrededor de un eje 123 mediante una estructura de soporte 124 la cual está a su vez sostenida giratoriamente por la estructura de soporte 119 alrededor de un eje 125. También en este caso, el dibujo esquemático de la figura 5 no representa los medios de motor que controlan la oscilación del espejo 122 alrededor de los dos ejes 123, 125, ya que tales medios de motor pueden ser llevados a cabo de cualquier modo conocido y la eliminación de tales detalles de los dibujos hacen a estos últimos de una compresión más rápida y más fácil. El dispositivo según una forma de realización por lo tanto contempla medios de motor para el control coordinado de las posiciones axiales de los dos grupos ópticos 108, 109, con el propósito de cambiar la distancia de enfoque del rayo láser F y los medios de motor para controlar los dos ejes de oscilación 123, 125 del espejo oscilatorio 122, a fin de orientar el rayo láser enfocado F en el espacio. El punto de enfoque del rayo láser F por lo tanto se puede desplazar en el interior del volumen de un espacio tridimensional previamente determinado, que corresponde a las necesidades de trabajo del dispositivo.

La posibilidad de cambiar la distancia de enfoque permite mantener sin cambios la dimensión (el diámetro) del punto de iluminación en la estructura que se tiene que soldar cuando varía la distancia del grupo de enfoque desde la estructura, asegurando de ese modo la obtención de una calidad de soldadura uniforme. Adicionalmente, la posibilidad de orientar el rayo láser evidentemente permite llevar a cabo la soldadura de acuerdo con los principios de la soldadura remota y particularmente orientando el rayo láser durante el desplazamiento del dispositivo por el robot.

Una característica adicional preferida de la invención es que el dispositivo según la invención puede estar equipado con un dispositivo para detectar la distancia de la estructura que se tiene que soldar y con unos medios aptos para ajustar automáticamente la distancia de enfoque, controlando las posiciones axiales de los grupos ópticos 108, 109 dependiendo de la distancia detectada.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Dispositivo para la soldadura por láser de una estructura compuesta de elementos de plancha de metal que comprende:

-

un robot manipulador (1) con un número de ejes, el cual incluye una pluralidad de motores eléctricos, los cuales controlan el movimiento de los elementos constitutivos del robot alrededor de dicho eje; y

-

una unidad de control electrónico programable (2) para controlar dichos motores eléctricos con el propósito de desplazar un elemento constitutivo terminal (13) del robot (1) según cualquier posición, orientación y trayectoria en el interior de un primer espacio tridimensional previamente determinado;

-

estando provisto dicho robot manipulador (1) de un dispositivo (3) para enfocar un rayo láser y para orientar el rayo láser enfocado en el interior de un segundo espacio tridimensional previamente determinado (5);

-

estando programada dicha unidad de control (2) para desplazar el elemento constitutivo terminal (13) anteriormente mencionado del robot a lo largo de una trayectoria simplificada en la proximidad, pero no estrechamente adyacente, de diversas áreas (T) de la estructura que se tiene que soldar;

-

estando previstos unos medios de control electrónico programable adicionales para controlar el dispositivo anteriormente mencionado (3) para enfocar y orientar el rayo láser de tal forma que, mientras el elemento constitutivo terminal (13) del robot (1) sigue la trayectoria simplificada anteriormente mencionada, el rayo láser enfocado (L) se orienta en la dirección de todas las diversas áreas (T) de la estructura que se tiene que soldar y para cada área ejecuta un tramo o un cordón de soldadura por láser,

en el que los medios de control electrónico programable adicionales están programados de forma que el punto del rayo láser sobre la estructura que se tiene que soldar se mueve con respecto a la misma en la dirección longitudinal de cada tramo de soldadura a una velocidad la cual no depende estrechamente de la velocidad de movimiento de dicho elemento constitutivo terminal (13) del robot, de tal modo que durante el movimiento de dicho robot manipulador (1), mediante dicho dispositivo integrado en el mismo dicho elemento constitutivo terminal (13) es capaz de mantener todavía iluminada un área determinada de la estructura que se tiene que soldar, mientras el robot manipulador (1) ya ha avanzado;

caracterizado porque dicho dispositivo (3) para enfocar y orientar el rayo láser está integrado en el elemento constitutivo terminal (13) del robot, presentando dicho dispositivo unos medios de fibra óptica (5) para guiar el rayo láser (L) desde un generador de láser (4) hasta el dispositivo (3) para enfocar y orientar el rayo láser, estando dichos medios de fibra óptica (5) por lo menos en parte integrados en la estructura del robot (1),

en el que dicho dispositivo para enfocar y orientar el rayo láser incluye unos grupos ópticos primero y segundo (108, 109) dispuestos en serie, para conformar el rayo láser (107), los cuales se pueden ajustar en la posición axial de un modo coordinado entre ellos, para orientar un rayo láser (117) con un diámetro previamente determinado;

-

un espejo fijo (118) para reflejar dicho rayo láser (117) de un diámetro previamente determinado;

-

un módulo de enfoque fijo del rayo láser (120) reflejado por dicho espejo fijo (118); y

-

unos medios de espejo (122) que se pueden orientar alrededor de dos ejes ortogonales entre sí (123, 125) para reflejar el rayo láser enfocado (F) según una dirección que se puede orientar en el espacio,

en el que dicho primer grupo óptico (108) incluye una pluralidad de lentes (112, 114) adecuadas para la colimación del rayo a un diámetro variable con respecto a aquél de la entrada en dicho grupo óptico,

en el que el segundo grupo óptico (109) está adaptado para causar que el rayo diverja,

en el que dichos medios de espejo (122) incluyen un único espejo (122) montado de forma articulada alrededor de un eje (123) sobre un soporte (124) el cual está a su vez montado de forma giratoria con respecto a una estructura fija (119) que transporta el módulo de enfoque (121) alrededor de un eje (125) ortogonal al eje de oscilación (123) anteriormente mencionado (123) del espejo (122).
2.

Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque los medios de control electrónico adicionales anteriormente mencionados están integrados en el interior de dicha unidad de control electrónico (2) del robot.
3.

Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque los medios de control electrónico adicionales anteriormente mencionados están separados de dicha unidad de control electrónico (2) del robot.
4.

Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque dichos grupos ópticos (108, 109) y dichos medios de espejos oscilantes (122) están accionados por los respectivos medios de motor controlados por medios de control electrónico.

5 5. Dispositivo según la reivindicación 4, caracterizado porque dichos medios de control electrónico están integrados en el interior del conjunto de control programable (2) del robot.
6. Dispositivo según la reivindicación 4, caracterizado porque dichos medios de control electrónico son

independientes con respecto al conjunto de control programable (2) del robot. 10
7. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque los dos grupos ópticos (108, 109) están unidos juntos mediante una transmisión mecánica la cual produce los movimientos de ajuste axial de los dos grupos ópticos que dependen entre sí según una correlación previamente determinada.

15 8. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque está provisto de unos medios para detectar la distancia del dispositivo desde una estructura que se tiene que soldar y para controlar la posición de ajuste de los flujos ópticos anteriormente mencionados (108, 109) para variar la distancia de enfoque del rayo láser dependiendo de la distancia detectada anteriormente mencionada.