JP2005177862A - レーザ溶接方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 高い溶接品質を保証し、同時に、製造時間を相当短縮することにより簡素で効果的な方法で、レーザヘッドを溶接する構造体から一定の距離に維持し、レーザヘッドの位置を変更することなく溶接する構造体の異なる部分にレーザ光線の焦点を合わせることができる改良されたレーザ溶接方法および装置を提供する。
【解決手段】 複数のレーザ溶接の延伸Ｔは、マニピュレータロボット１を構成するエレメント１３に係合するレーザ光線の合焦および方向付けをする装置１６によって溶接する構造体上で実行される。合焦ヘッドは、溶接する異なる部分の近くには保たれるが密接状態には隣接せず、これにより、簡略化した経路Ｒをなぞり、レーザ光線を方向付ける装置１６は、溶接する構造体の異なる部分の後者に照準するが、溶接の延伸の長手方向に沿って照準されるレーザ光線の移動の速度はロボットの末端エレメントの移動の速度から独立している。
【選択図】図１

Description

本発明は、レーザ溶接、特に自動車のボディまたはフレームのアセンブリまたはサブアセンブリを構成する板金からなる構造体を溶接する方法および装置に関する。

本出願人は、これまでに、自動車の構造体のレーザ溶接のための装置を提案してきた（例えば、いわゆる「レーザゲート」システムに関する欧州特許ＥＰ０４４０００１Ｂ１号およびＥＰ０４４０００２Ｂ１号参照）。前記用途へのレーザ溶接の使用は、９０年代初頭に初めて提案された直後には、広範な普及は見られなかった。これは主として、レーザ溶接装置の最初の実施形態によってなされた実験が、前記技術に関する広範な問題の存在を明示していたからである。

第１の重要な問題は、自動車分野における外側に亜鉛メッキした保護層を有する鋼板の広範な使用に由来する。前記層は、レーザ溶接工程中に、高品質の溶接をするのに頻繁に問題となる亜鉛蒸気を発生する原因となる。

上記問題は、本出願人の名のもとに出願した欧州特許出願ＥＰ１２３８７４８Ａ１号およびＥＰ１２３６５３５Ａ１号において取り扱い、広範に説明している。そこでは、溶接工程中に生成した亜鉛蒸気を逃がすことを担保することで前記の障害を簡素で効果的な方法で克服できる装置を説明している。亜鉛蒸気により引き起こされる課題の他の解決策は、本出願人の名のもとに出願したイタリア国特許出願番号ＴＯ２００２Ａ０００７６０号において提案されている。

しかしながら、それは、前記技術的問題を認知し、研究し、完全に解決するのに時間がかかり、少なくとも部分的に自動車分野でのレーザ溶接の使用の計画期間の長さを明らかにすることを必要とした。

自動車の構造体のアセンブリへのレーザ溶接の応用に注意を払う必要がある他の重要な問題は、短い製造時間でアセンブリの高い品質を保証する必要性に関連する。典型的には、自動車のボディのアセンブリまたはサブアセンブリのステーションは、溶接工程の間、構造体を構成する板金のエレメントの正しい位置を確保する複数の位置決め部材と固定装置を有する。当然、前記目的のために設けられた固定装置の数の最低限度が存在し、それ以下の固定装置は、構造体の形状寸法を十分に担保せず組み立て作業の不十分な品質をもたらす。従って、溶接ステーションは、前記装置を開放した非作動状態と閉鎖した作動状態との間で操作するのに、それぞれ対応した制御装置を有する固定装置の組みがあるので、比較的「混み合っている（crowded）」。加えて、異なる種類または型式またはバージョンの溶接すべき構造体について操作が可能なフレキシブル溶接ステーションの場合、実際には、溶接ステーションは、その時々に溶接ステーションに到達するボディまたはサブアセンブリに応じて他のものと迅速に交換可能な固定装置を支持するための異なる構造体を案内および制御する手段が設けられる。その結果生じる溶接ステーションおよびその部分の構造の相対的な複雑さは、溶接する構造体の様々な部分に近接する溶接手段（従来の場合は電気溶接ガンまたはヨーク、レーザ溶接の場合はレーザヘッド）を搬送するのに使用されるマニピュレータロボットの動作を明らかにより難しくする。

電気溶接ガンを使用する伝統的技術の場合およびレーザ溶接の場合のいずれでも、溶接を実行するのに、ロボットは、割り当てられた溶接すべき構造体の一連の部分に連続して移動しなければならない。従って、溶接する構造体が溶接ステーションに到達した後、少なくとも各ロボットが割り当てられた溶接を全て実行できる十分な時間が前記ステーションに残されていなければならない。明らかに、溶接ステーションに留まる時間は、ロボットの数を増やせば短くできるが、この場合、コストの理由と、一定の数を超えるロボットは各ロボットが隣接する１以上のロボットの稼働の障害になるという事実との両方によって、前記可能性の限界が存在する。

一方で、各ロボットが割り当てられた全ての溶接をするのに使用する時間は、様々な溶接をするのに必要な時間の合計だけでなく、溶接する部分に移動する際に費やされる時間によっても表される。とりわけ、目的として溶接する構造の部分またはそれらと係合している固定装置の多様な部分との干渉を防止するのに必要な比較的曲がりくねった経路を移動するときは、前記時間は無視できない。

一方で、自動車の構造体の溶接へのレーザ技術の応用当初に、利用可能なレーザ発振器は、代わって現在利用可能なものより比較的非効率で低出力であったことを考慮する必要がある。第１世代のレーザ発振器を使用すると、いかなる場合も、レーザヘッドの位置を溶接する構造体の比較的近くをロボットによって搬送するように保証する必要があった。この観点から、伝統的な電気スポット溶接技術と比較して、レーザ技術の適用は特別な利点を生まなかった。その代わりに、現在利用可能なレーザシステムを使用すると、製造時間の有力な削減に向けてあらたに展望が開けている。

前記進展の基礎となり、且つ、本出願人が行った初期の実験の目的を形成した概念は、レーザヘッドを溶接する構造体から一定の距離に維持すること、および、レーザヘッドの位置を変更しないで溶接する構造体の異なる部分にレーザ光線の焦点を合わせることができる手段を提供することにある。勿論、これは、溶接する構造体に対する与えられた部分にレーザ光線を移動するためだけでなく、線状の溶接または数珠繋ぎの溶接を実行する目的で、とりわけ、ロボットに支持されたヘッドを移動することなく構造体の異なる部分を溶接するのにも活用される。この方向の解決策は、本出願人により、欧州特許出願ＥＰ１２２８８３５Ａ１号（遠隔レーザ溶接システムおよび方法）において提案されており、その出願において本出願人は共同出願人である。前記公知のシステムは「直交座標型」ロボットに適用されるが、「関節型」の種類のロボットには適用されず、ロボットに「追加」され、統合されない。
欧州特許０４４０００１Ｂ１号公報 欧州特許０４４０００２Ｂ１号公報 欧州特許公開１２３８７４８Ａ１号公報 欧州特許公開１２３６５３５Ａ１号公報 イタリア国特許出願ＴＯ２００２Ａ０００７６０号 欧州特許公開１２２８８３５Ａ１号公報 欧州特許公開０４８３３８５Ａ１号公報

本発明の課題は、自動車のボディまたはサブアセンブリのような構造体のレーザ溶接を可能にするために、高い溶接品質を保証し、同時に、製造時間を相当短縮することにより簡素で効果的な方法で前記の根底にある概念を活用できる改良されたレーザ溶接方法および装置を提供することである。

本発明によれば、前記課題は請求項１にかかる方法および／または請求項４にかかる装置によって達成される。

本発明のさらに都合のよい特徴は、従属する請求項に表される。

合焦ヘッドを溶接する工作物から距離を置いて保てることは、溶接の実行中、ロボットに搬送されるヘッドの経路の注目すべき簡素化を可能にする。溶接工程の間、レーザヘッドは、溶接する工作物の上をある距離を置いて「飛び越える」が、同時に、合焦したレーザ光線は、工作物の異なる部分の溶接の延伸（stretch）を実行する様々な状態に方向付けされる。各溶接作業の間、このため、合焦したレーザ光線の動きは、ロボットの動きと、レーザヘッドに対するレーザ光線の方向付けの動きとの合計結果である複雑な動きになる。ロボットと、合焦したレーザ光線の照準の向きを方向付けする走査装置との動きは、望ましい結果を得るために協調した状態に制御される必要がある。

欧州特許公報ＥＰ０４８３３８５Ａ１は、レーザ光線を、ロボットの末端エレメントの経路と速度に関係ない経路と速度に一致するように方向付けするレーザ溶接装置を開示することを注記する。しかしながら、この公知の装置において、前記概念は、レーザ光線に単に定期的で周期的な揺動を与えることを利用するものであり、ロボットの末端エレメントは溶接すべき延伸の長手方向に移動する。それ故、この公知の装置において、溶接の延伸の長手方向のレーザ光線の移動は、ロボットの末端エレメントの速度により一義的に定められる。本発明の場合、溶接の延伸の長手方向に沿って照準されるレーザ光線の移動の速度は、ロボットの末端エレメントの移動速度と無関係に、自由に制御できる。

本発明のさらなる特徴と利点は、純粋に非限定的例として提供した添付図面を参照してする以下の説明により明らかにする。

図１において、参照番号１は、公知の種類のマニピュレータロボット全体を指す。本出願人は、それぞれの軸（典型的には６軸）について他のエレメントに対して回転または屈曲できるように取り付けたエレメント一式を使用する「関節型」マニピュレータロボットを製造および販売して久しい。前記軸は、それぞれ、電気制御モータに接続されている。電気モータは、ロボットに接続した制御ユニット２によって制御される。制御ユニット２は、空間内で、ロボットの末端を支持するロボットの関節構造またはロボットの「手首」を、予め定めた形状および寸法の空間のいかなる位置にも動かせるように電気モータを制御できる。本発明の第１実施形態の場合、ロボットの端部のエレメントの中にレーザ光線の照準に向かって焦点を合わせて方向付けする統合された装置３が存在する。ロボット１は、実際に発振器４に接続されており、好ましくは、発振器４は固体発振タイプである。発振器４の出力におけるレーザ光線は、装置３が焦点を合わせて照準するまで光ファイバー５または光ファイバーの束によって案内される。本発明の重要な特徴は、図３に示すように、光ファイバー５の端部がロボットの構造と一体になっているという事実の中にある。光ファイバー５は、それ自身公知の種類の光学トーチ（optical-torch）装置６が終端に取り付けられている。図３に示す解決策の場合、トーチ６から拡散性レーザ光線７が射出され、第１レンズ８により平行化される。平行化された光線９はレンズ１０に受光され、出力において拡散性光線１１を射出する。レンズ１０は、ロボットのエレメントの構造体１３の中のスライド１２によって軸方向に滑動可能に取り付けられている。スライド１２の動きは、第２のプログラム可能な電子制御ユニットに制御されるような任意の公知の種類の電気アクチュエータ（不図示）によって制御される。図示する実施形態の場合、この第２制御ユニットはロボットの制御ユニット２に統合されている。しかし、第２制御ユニットは、ロボット制御ユニットから分離して該ロボット制御ユニットと協働するように設けることもできる。拡散性光線１０は、第２平行化レンズ１４に受光され、レンズ１４は、出力において平行化した光線１５を射出し、光線１５は、照準に向かって方向付ける走査装置１６に入射する。走査装置１６は、互いに直交し、同一平面上にない軸１９および軸２０の周りにそれぞれ向きを変えられ、空間内のいかなる方向へも光線を方向付けることが可能な、連続する２つの反射鏡１７，１８を有する。当然に、２つの鏡１７，１８は、２つの直交軸の周りに向きを変えられる１つの鏡に置き換えることができる。２つの鏡１７，１８の動きは、所望の方向にその都度レーザ光線を方向付ける第２制御ユニットによって制御される任意の種類の電気アクチュエータ（不図示）により制御される。レーザ光線１５は、鏡１７，１８により連続して反射された後、工作物２２の表面の点Ｆに光線の焦点を合わせるレンズ２１に到達する。図３に示す例の場合、レンズ２１は、それ自体公知のＦシータ型と呼ばれるものであり、光線の方向の向きに拘わらず、常に工作物２２の表面の平面上に光線の焦点を合わせることができる。

鏡１７，１８の向きを制御することで、図３にＬで示した、最終的に合焦したレーザ光線の照準の向きを方向付けることができる。レンズ１０の軸方向の位置を調節することで、焦点距離を調節することができる。

以上説明したロボットのエレメント１３の固定した位置への配置により、図１に概略的に表してＳで示した立体のいかなる点Ｆにも焦点を合わせられるように、合焦した光線Ｌは異なる方向に差し向けられる。

図１，３の装置を使用して、例えば、ロボットの末端は単に図２にＲで示した経路に沿って移動することで、溶接する構造体２３の溶接の延伸Ｔを連続して実行する。ロボットの末端は経路Ｒに沿って移動するが、工作物２３からの距離を保ち、装置３によって獲得した光線Ｌの位置決めの可能性により多様な溶接の延伸Ｔを実行する。ロボットは工作物を「通過」するが、装置３は、様々な溶接部分に連続して「照射」するようにレーザ光線を方向付ける。移動は、製造時間を最適化する目的で調整される。それ故、ロボットが移動する間、レーザ光線は、ロボットよりも速くその移動を見越して「進行」、或いは、ロボットが既に移動していてもなお工作物の与えられた部分を「照射」することができる。

明らかに、前記結果を得ることは、ロボットの動作と装置３の可動部分の動作とを共に制御するためのプログラムされた適切な電子制御が必要であることを意味する。本発明によれば、ロボット制御ユニットと１つに統合された、或いは、別々の、上記に言及した第２電子制御ユニットが設けられ、第２電子制御ユニットは、前記の制御を両方実施するために協働する。

図４は、走査システムの異なる構造を呈する点が異なった図３の変形例を示す。

図４において、図３に示したものと同じ部分は、同じ参照番号で示されている。この場合、トーチ６からの出力における拡散性レーザ光線７は、固定レンズ８により平行化され、位置２５から位置２５’まで移動可能な１つのレンズで構成された合焦システムに入射し（図４）、固定鏡２７で、そして軸２９の周りに揺動可能で構造体３０に支持された可動鏡２８で反射される。構造体３０は、固定鏡２７を支持し、構造体１３に接続された構造体３２に対して軸３１の周りに回転できる。

図５の概略図において、２つの光学グループ１０８，１０９は、それぞれ、端部に光学トーチ６が挿入された管状のブッシング１１０の中に嵌め込んだボディ１０８ａ，１０９ａを有する

図は、各光学グループ１０８，１０９の可動レンズがそれぞれのグループのボディに対して駆動される進路も、そのようなレンズの軸方向の移動の制御を駆動する発動手段も、それらと係合する機械的伝動装置も、それらの構造的な細部はいかなる公知の方法でも実施できるので示していない。そして、図面からそのような細部を削除することは、後の理解を迅速で簡単にする。しかしながら、後でも見られるように、光学グループ１０８および光学グループ１０９のレンズを制御するための軸方向の動きは互いに協調する必要があることに注意することは重要である。これは、本発明によれば、光学グループ１０８および光学グループ１０９のレンズの移動の制御を駆動する発動手段の適切な電子制御と、２つの光学グループ１０８，１０９の可動部分の間の相互に適切な機械的伝動装置（例えばカム伝動装置）の配置との両方によって獲得できる。適切な機械的伝動装置は、一方で発動手段のそれらグループの１つだけへの配置と、他方でのそれらグループの調和した動作の電子制御の不要化という利点を可能にするものである。

具体的に図示した例の場合、管状のブッシング１０は、ロボットの構造と一体にした解決策の結果として、ロボットのエレメント（アーム）に相当する管状のボディ１１の中に配置されている。しかしながら、本発明の装置は、例えば関節型ロボットの手首に取り付けられるような、ロボットとは別個の付属装置とすることもできる。

図示した例において、光学グループ１０８は、平行化するズームモジュールであり、径を拡大した拡散性光線を射出する軸方向に移動可能なレンズ１１２の第１組と、光線を平行化する１つ以上の固定レンズ１１４とを含む。平行化モジュール１０８から射出された平行化したレーザ光線１１５は、相対的に径の大きい拡散性光線１１７に変化するために、少なくとも第２光学グループを構成するレンズ１１６を通過する。２つの光学グループ１０８，１０９のレンズの軸方向の制御の協調した動作は、それらグループから射出される拡散性光線の径を変化させられる。光線１１７は、装置の管状のボディ１１０に固定した支持構造体１１９に支持された固定鏡１１８から９０°向きを変える。鏡１１８で反射された拡散性光線１２０は、構造体１１９から堅く支持された１つ以上の接続したレンズを含む固定した合焦モジュール１２１により合焦される。合焦モジュール１２１は、予め定めた角度の円錐形状に光線を合焦できるが、当然、光線の合焦距離、すなわち、合焦モジュール１２１から合焦点までの距離は、合焦モジュール１２１に到達する光線１２０の径によって変化する。Ｆで示した合焦した光線は互いに直交する２つの揺動軸を有する鏡１２２により反射されている。特に、鏡１２２は、構造体１１９により軸１２５の周りに回転可能に支持された支持構造体１２４によって軸１２３の周りに回動可能に支持されている。また、この場合、図５の概略図は、鏡１２２の軸１２３，１２５周りの揺動を制御する発動手段を、そのような発動手段はいかなる公知の方法でも実施でき、図面からそのような細部を削除することは、後の理解を迅速で簡単にするので、図示しない。そして、本発明による装置は、レーザ光線Ｆの合焦距離を変化させる目的で２つの光学グループ１０８，１０９の軸方向の位置の協調した制御のための発動手段と、合焦したレーザ光線Ｆを空間内で方向付けるために揺動する鏡１２２の２つの揺動軸１２３，１２５を制御するための発動手段とを見越している。レーザ光線Ｆの合焦点は、予め定めた３次元空間の大きさの中で、装置の作業上の要求に応じて移動できる。

合焦距離の変化の可能性は、構造体から合焦グループまでの距離が変化したときに、溶接する構造体上の照射地点の寸法（径）を変化しないように保つことを可能にし、このため、均一な溶接品質が得られることを保証する。さらに、レーザ光線の方向付けの可能性は、明らかに、特に、ロボットにより装置が移動する間にレーザ光線を方向付けすることによって、構造体上の溶接地点が経路に沿って、および／または、経路と密接に関係しない速度で、および／または、ロボットが装置を動かす速度で移動するように、遠隔溶接方式による溶接を実施することを可能にする。既に上記に示したように、上記に説明した装置は、産業用ロボットの手首に取付けられる付属装置として構成しても、ロボットの構造と一体にしてもよい。

さらなる本発明の好ましい特徴は、本発明による装置は、溶接する構造体からの距離を検出する装置と、検出した距離によって光学グループ１０８，１０９の軸方向の位置を制御することで合焦距離を自動的に調節する手段とを設けてもよいことである。

当然に、本発明の原則に偏見を抱かず、純粋に例としてここに記載して説明したものに関して、本発明の範囲から逸脱することなく、構造および実施形態の詳細を広く変更できる。

本発明の第１実施形態にかかるマニピュレータロボットの斜視図。 溶接する構造体と、実行すべきレーザ溶接の線がある様々な部分と、溶接サイクル中にロボットが搬送するヘッドがたどる経路とを示す概略図。 図１のロボットの終端部を示す概略断面図。 図３の変形例を示す概略断面図。 本発明による装置の第２実施形態の概略断面図。

符号の説明

１ マニピュレータロボット
２ 電子制御ユニット
３ レーザ光線を合焦および方向付けする装置
４ 光ファイバー
６ 光学システム
８ 第１平行化レンズ
１０ 可動レンズ
１３ 末端エレメント
１４ 第２平行化レンズ
１６ レーザ光線を方向付ける装置
１７ 鏡手段
１８ 鏡手段
１９ 軸
２０ 軸
２１ 合焦レンズ
２７ 固定鏡
２８ 可動鏡
２９ 軸
３０ 構造体
３１ 軸
３２ 構造体
１０７ レーザ光線
１０８ 第１光学グループ
１０９ 第２光学グループ
１１２ レンズ
１１４ レンズ
１１７ レーザ光線
１１８ 固定鏡
１２１ 合焦モジュール
１２２ 鏡手段
１２３ 軸
１２４ 支持体
１２５ 軸
Ｌ 合焦したレーザ光線
Ｒ 経路
Ｓ 所定の３次元空間
Ｔ （溶接する構造体の）部分（延伸）

Claims (24)

1. 板金のエレメントで出来た構造体のレーザ溶接方法であって、
   多数の軸を有するマニピュレータロボット（１）を設け、
   前記マニピュレータロボット（１）は、該ロボットを構成するエレメントの前記軸周りの動きを制御する複数の電気モータと、該ロボットの末端エレメント（１３）を第１の所定３次元空間の中でいかなる位置、向きおよび経路にも移動させるために前記電気モータを制御するプログラム可能な電子制御ユニット（２）とを含み、
   前記マニピュレータロボット（１）に、レーザ光線を合焦させ、第２の所定３次元空間（Ｓ）の中で、合焦するレーザ光線を方向付けする装置（３）を設け、
   前記マニピュレータロボットを、前記ロボット（１）の末端エレメント（１３）を溶接する構造体の様々な部分の近くに保つが密接状態には隣接しない簡略化した経路（Ｒ）に沿って移動させるように制御し、
   前記レーザ光線を合焦および方向付けする装置（３）を制御するさらなる電子制御手段を設け、
   前記ロボットの末端エレメント（１３）が簡略化した経路（Ｒ）を描くが、合焦したレーザ光線（Ｌ）が溶接する構造体の全ての様々な部分（Ｔ）の向きに方向付けられ、各部分に、溶接する構造体上に合焦したレーザ光線が当該構造体に対して各溶接の延伸の長手方向に、前記ロボットの末端エレメント（１３）の移動速度と密接に関係しない速度で移動するように線またはビード状のレーザ溶接を実行する方法。
2. 前記さらなる電子制御手段は、前記ロボットの電子制御ユニット（２）に統合されていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記さらなる電子制御手段は、前記ロボットの電子制御ユニット（２）と別個に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 板金のエレメントで出来た構造体のレーザ溶接装置であって、
   多数の軸を有し、ロボットを構成するエレメントの前記軸周りの動きを制御する複数の電気モータを有するマニピュレータロボット（１）と、
   前記ロボット（１）の末端エレメント（１３）を、第１の所定３次元空間の中で、いかなる位置、向きおよび経路にも移動させるために前記電気モータを制御するプログラム可能な電子制御ユニット（２）とからなり、
   前記マニピュレータロボット（１）は、レーザ光線を合焦させ、第２の所定３次元空間（５）の中で合焦するレーザ光線を方向付けする装置（３）が設けられ、
   前記電子制御ユニット（２）は、前記末端エレメント（１３）を溶接する構造体の様々な部分（Ｔ）の近くに保つが密接状態には隣接しない簡略化した経路に沿って移動させるようにプログラムされ、
   前記レーザ光線を合焦および方向付けする装置（３）を制御するさらなる電子制御手段が設けられ、
   前記ロボットの末端エレメント（１３）は簡略化した経路（Ｒ）をなぞるが、合焦したレーザ光線（Ｌ）は溶接する構造体の全ての様々な部分（Ｔ）の向きに方向付けられ、各部分に、溶接する構造体上に合焦したレーザ光線が当該構造体に対して各溶接の延伸の長手方向に、前記ロボットの末端エレメント（１３）の移動速度と密接に関係しない速度で移動するように線またはビード状のレーザ溶接を実行する装置。
5. 前記さらなる電子制御手段は、前記ロボットの電子制御ユニット（２）に統合されていることを特徴とする請求項４に記載の装置。
6. 前記さらなる電子制御手段は、前記ロボットの電子制御ユニット（２）と別個に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の装置。
7. 前記レーザ光線を合焦および方向付けする装置（３）は、前記ロボットを構成するエレメント（１３）に統合されていることを特徴とする請求項４に記載の装置。
8. レーザ発振器（４）から前記レーザ光線を合焦および方向付けする装置（３）までレーザ光線（Ｌ）を案内する光ファイバー手段（５）を有し、前記光ファイバー手段（５）は、少なくとも部分的に、前記ロボット（１）の構造と一体になっていることを特徴とする請求項４に記載の装置。
9. レーザ光線（Ｌ）を方向付ける装置（１６）は、２つの直交する軸（１９，２０）に対していかなる方向へもレーザ光線を方向付ける鏡手段（１７，１８）を有することを特徴とする請求項４に記載の装置。
10. 前記鏡手段は、レーザ光線を連続して反射し、他方に対して直角な同一平面にない別々の２つの揺動の軸（１９，２０）の周りに向きを変えられることを特徴とする請求項９に記載の装置。
11. 前記鏡手段は、２つの相互に直交する軸周りに向きを変えられる１つの反射鏡からなることを特徴とする請求項９に記載の装置。
12. 前記鏡手段の２次側に設けた合焦レンズ（２１）を有し、該レンズはＦシータ型であることを特徴とする請求項９に記載の装置。
13. 前記鏡手段の１次側に、第１平行化レンズ（８）、第２平行化レンズ（１４）および軸方向に可動なレンズ（１０）とからなる光学手段が設けられており、前記可動なレンズ（１０）の２つの平行化レンズ（８，１４）の間の軸方向の位置は、レーザ光線の合焦距離を調節するために調節可能であることを特徴とする請求項９に記載の装置。
14. 前記第１平行化レンズ（８）の１次側に、レーザの発生源からくるレーザ光線を案内する光ファイバー（５）または光ファイバーの束の末端に光学システム（６）が設置されていることを特徴とする請求項１３に記載の装置。
15. 前記レーザ光線を方向付ける装置（１６）は、ロボットを構成するエレメントに堅く接続され、レーザ光線を反射する固定鏡（２７）および該固定鏡（２７）によって反射した後のレーザ光線を反射する可動鏡（２８）を支持する構造体（３２）からなり、
    前記可動鏡（２８）は、構造体（３０）上の調節軸（２９）の周りに揺動するように設置され、前記構造体（３０）は、前記可動鏡（２８）の揺動の軸（２９）に直交する軸（３１）の周りに前記固定鏡（２７）を支持する前記構造体（３２）上で回転できるように取り付けられていることを特徴とする請求項４に記載の装置。
16. 前記レーザ光線を合焦および方向付けする装置は、レーザ光線の形を決定するために直列に配置した、所定の径のレーザ光線を創出するために互いに協調する方法で軸方向の位置を調節可能な第１光学グループ（１０８）および第２光学グループ（１０９）と、
    前記所定の径のレーザ光線（１７）を反射する固定鏡（１１８）と、
    前記固定鏡（１１８）で反射したレーザ光線（１２０）の固定合焦モジュールと、
    空間内で方向付けられる向きに合わせて合焦したレーザ光線（Ｆ）を反射するために、互いに直交する２つの軸（１２３，１２５）の周りに向きを変えられる鏡手段（１２２）とを含むことを特徴とする請求項４に記載の装置。
17. 前記第１光学グループ（１０８）は、前記光学グループの中で入力に対して変更可能な径に光線を平行化するのに好ましい複数のレンズ（１１２，１１４）を含むことを特徴とする請求項４に記載の装置。
18. 前記第２光学グループ（１０９）は、光線を拡散させるのに適することを特徴とする請求項４に記載の装置。
19. 前記鏡手段（１２２）は、支持体（１２４）の揺動軸（１２３）の周りに回動可能に取り付けた１つの鏡（１２２）からなり、前記支持体（１２４）は、、前記鏡（１２２）の揺動軸（１２３）に直交する軸（１２５）の周りに合焦モジュール（１２１）を支持する固定構造体（１１９）に対して回転可能に取り付けられていることを特徴とする請求項４に記載の装置。
20. 前記光学グループ（８，９）および前記鏡手段（２２）は、それぞれ電子制御手段で制御される発動手段で駆動されることを特徴とする請求項４に記載の装置。
21. 前記電子制御手段は、前記ロボットのプラグラム可能な制御ユニット（２）に統合されていることを特徴とする請求項２０に記載の装置。
22. 前記電子制御手段は、前記ロボットのプラグラム可能な制御ユニット（２）から独立していることを特徴とする請求項２０に記載の装置。
23. ２つの光学グループ（１０８，１０９）は、所定の相互関係に従って互いに従属した２つの光学グループの軸方向の動きの調節を提供する機械的な伝動装置で相互に接続されていることを特徴とする請求項４に記載の装置。
24. 溶接する構造体から装置までの距離を検出する手段と、前記距離によってレーザ光線の合焦距離を変化させるために前記光学グループ（１０８，１０９）の位置の調節を制御する手段とが設けられていることを特徴とする請求項４に記載の装置。

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