CN113333998B - 一种基于协作机器人的自动化焊接系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于协作机器人的自动化焊接系统及方法，该方法包括：获取3D结构光相机传输的小型精密件的二维图像和点云数据；将所述小型精密件的焊点的所在像素对应到点云数据，确定焊点的3D点云坐标；根据所述3D点云坐标进行路径规划，控制所述协作机器人进行移动焊接。本发明通过3D结构光相机获取工作台上二维图像和点云数据，进一步通过图像识别确定其中的焊点，结合点云数据和图像数据并识别并定位出小型精密件中梁的左右两个焊点，根据定位到的焊点坐标计算路径参数并控制机器人末端焊枪以合理的路径和位姿实现自动化焊接小型精密件上的焊点。

Description

一种基于协作机器人的自动化焊接系统及方法

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，尤其涉及一种基于协作机器人的自动化焊接系统及方法。

背景技术

随着人们生活水平和消费能力的提高以及太阳镜、高近视率的刚性需求，我国眼镜生产制造行业不断发展，中国眼镜市场一步步扩大。国内眼镜生产制造还属于劳动密集型产业，镜架的焊接大量依赖工人进行手工焊接，效率低且脱焊率高。

目前机器人在焊接中的应用很广泛，但是目前的焊接机器人主要通过示教再现和离线编程进行焊接，其自主化、柔性化程度较低，难以实现自动化。针对机器人自动化焊接问题，现有的方式是通过将视觉传感器与焊接机器人结合，通过获取焊缝信息，根据焊缝信息来控制焊枪运动，能够大大提高焊接自动化程度。但该方法常用于大型件的焊接，针对小型精密件这类小型精密件，普通工业相机精度难以满足要求，且小型精密件种类多样，常用图像处理方法难以检测出焊缝特征点，目前传统的机器人焊接系统无法满足需求。而随着消费级点云设备崛起，以及人们生活对智能化的需求，点云数据的获取、处理和应用也逐渐成为热点，但其对计算机性能有一定要求，且直接对点云数据处理较为困难。因此，如何结合立体特征进行小型精密件的高效焊接是亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种基于协作机器人的自动化焊接系统及方法，用以解决现有技术中小型精密件的焊接精度不足的问题。

本发明提供一种基于协作机器人的自动化焊接系统，包括3D结构光相机、协作机器人、焊枪、协作机器人工作台以及数据处理中心，其中：

所述3D结构光相机，用于获取小型精密件的二维图像和点云数据；

所述协作机器人，通过法兰盘固定设置于所述协作机器人工作台上；

所述焊枪，通过法兰盘固定设置于所述协作机器人的机械臂末端，在所述机械臂的带动下对小型精密件进行焊接；

所述协作机器人工作台，设置有放置所述小型精密件的焊接区域；

所述数据处理中心，分别与所述3D结构光相机、所述协作机器人电连接，用于根据所述3D结构光相机传输的小型精密件的所述二维图像和所述点云数据，并将所述小型精密件的焊点的所在像素对应到所述点云数据，确定焊点的3D点云坐标，根据所述3D点云坐标进行路径规划，控制所述协作机器人进行移动焊接。

进一步地，所述3D结构光相机垂直固定安装在所述焊接区域上方，与所述焊接区域保持预设距离。

本发明还提供一种基于协作机器人的自动化焊接方法，基于如上所述的基于协作机器人的自动化焊接系统，所述基于协作机器人的自动化焊接方法，应用于数据处理中心，包括：

获取3D结构光相机传输的小型精密件的二维图像和点云数据；

将所述小型精密件的焊点的所在像素对应到所述点云数据，确定焊点的3D点云坐标；

根据所述3D点云坐标进行路径规划，控制所述协作机器人进行移动焊接。

进一步地，所述将所述小型精密件的焊点的所在像素对应到点云数据，确定焊点的3D点云坐标包括：

基于深度学习的目标检测和OpenCV图像处理算法，识别所述二维图像的小型精密件的焊点所在的焊点像素坐标；

将所述焊点像素坐标对应到点云数据中，确定所述焊点对应于所述3D结构光相机的3D点云坐标。

进一步地，将所述焊点像素坐标对应到点云数据中包括：

根据所述焊点像素坐标，确定对应的点云索引；

根据所述点云索引，确定所述焊点所对应的点云数据，获取所述焊点相对于相机坐标系的3D点云坐标。

进一步地，所述将所述焊点像素坐标对应到点云数据中包括：

根据所述焊点像素坐标，确定对应的点云索引；

根据所述点云索引，确定所述焊点所对应的点云数据，获取所述焊点相对于相机坐标系的3D点云坐标。

进一步地，所述根据所述3D点云坐标进行路径规划，控制所述协作机器人进行移动焊接包括：

基于相机坐标系和机器人基座坐标系之间的转换矩阵，将所述3D点云坐标转化为在机器人基座坐标系下的焊点定位坐标；

根据所述焊点定位坐标，进行轨迹规划，控制所述协作机器人进行移动焊接。

进一步地，所述根据所述焊点定位坐标，进行轨迹规划包括：

根据所述焊点定位坐标，生成焊接路径；

在所述焊接路径上，生成多个路径点；

在两个路径点之间进行多项式插值，确定对应的运动参数，保证协作机器人从一个路径点运动到另一个路径点。

进一步地，所述控制所述协作机器人进行移动焊接包括：

将每两个路径点对应的运动参数存储至数据库数组中；

与所述协作机器人建立通信连接；

将所述运动参数传输至所述协作机器人，控制协作机器人在路径点之间有效移动。

进一步地，所述控制所述协作机器人进行移动焊接还包括：

与所述焊枪建立通信连接；

当所述协作机器人移动到每一个路径点时，确定每一个路径点是否为焊点；

若为焊点，则发送焊枪信号传输至所述焊枪，控制所述焊枪开启焊接。

进一步地，所述控制所述协作机器人进行移动焊接还包括：向所述协作机器人发送控制指令，控制所述协作机器人移动至所述目标路径点，当协作机器人已经运动到所述目标路径点之后，断开与协作机器人的连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：首先，获取3D结构光相机传输的小型精密件的二维图像和点云数据，即获取了小型精密件的二维平面数据和三维点云数据，反馈了平面特征和立体特征；然后，结合平面特征和立体特征，定位焊点的3D点云坐标；最后，依据焊点的3D点云坐标，控制协作机器人带动焊枪移动进行焊接，实现了高效的小型精密件的焊接。综上，本发明通过3D结构光相机获取工作台上二维图像和点云数据，进一步通过图像识别确定其中的焊点，结合点云数据和图像数据并识别并定位出小型精密件中梁的左右两个焊点，根据定位到的焊点坐标计算路径参数并控制机器人末端焊枪以合理的路径和位姿实现自动化焊接小型精密件上的焊点。

附图说明

图1为本发明提供的基于协作机器人的自动化焊接系统一实施例的系统示意图；

图2为本发明提供的基于协作机器人的自动化焊接方法一实施例的流程示意图；

图3为本发明提供的图2中步骤S2一实施例的流程示意图；

图4为本发明提供的图2中步骤S3一实施例的流程示意图；

图5为本发明提供的图4中步骤S32一实施例的流程示意图一；

图6为本发明提供的图4中步骤S32一实施例的流程示意图二；

图7为本发明提供的图4中步骤S32一实施例的流程示意图三。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

本发明实施例提供了一种基于协作机器人的自动化焊接系统，结合图1来看，图1为本发明提供的基于协作机器人的自动化焊接系统一实施例的系统示意图，上述自动化焊接系统包括3D结构光相机4、协作机器人1、焊枪6、协作机器人工作台2以及数据处理中心5，其中：

所述3D结构光相机4，用于获取小型精密件3的二维图像和点云数据；需要说明的是，3D结构光相机具有CMOS摄像头，有效获取反馈平面信息的二维图像和反馈深度信息的点云数据，其中，小型精密件包括但不限于眼镜架中梁；

所述协作机器人1，通过法兰盘固定设置于所述协作机器人工作台2上；其中，协作机器人优选为六轴工业机器人；

所述焊枪6，通过法兰盘固定设置于所述协作机器人1的机械臂末端，在所述机械臂的带动下对小型精密件3进行焊接；其中，协作机器人1末端与焊枪6相连，在协作机器人1的带动下进行移动和焊接；

所述协作机器人工作台2，设置有放置所述小型精密件3的焊接区域7；需要说明的是，3D结构光相机4垂直固定在焊接区域上方600mm至1000mm左右，与协作机器人形成“eye-to-hand”关系，可以同时获取焊接区域7的二维图像和点云数据，而焊接区域7即在协作机器人工作台2的上方，包含小型精密件3在内的的矩形区域。

所述数据处理中心5，分别与所述3D结构光相机4、所述协作机器人1电连接，用于根据所述3D结构光相机4传输的小型精密件3的所述二维图像和所述点云数据，并将所述小型精密件3的焊点的所在像素对应到所述点云数据，确定焊点的3D点云坐标，根据所述3D点云坐标进行路径规划，控制所述协作机器人进行移动焊接。需要说明的是，数据处理中心5一般为个人计算机（PC机）。

在本发明实施例中，通过设置3D结构光相机，对二维图像和点云数据进行有效的获取，反馈小型精密件的平面特征和立体特征；通过设置协作机器人，进行路径规划，带动焊枪进行焊接；通过设置协作机器人工作台，放置小型精密件，同时固定协作机器人，便于有效的焊接；通过设置数据处理中心，协同协作机器人和焊枪，进行路径规划和焊接控制，保证完成对小型精密件的高效焊接，提高焊接精度。

作为优选的实施例，所述3D结构光相机4垂直固定安装在所述焊接区域7上方，与所述焊接区域7保持预设距离。作为具体实施例，本发明实施例将3D结构光相机4垂直固定安装在所述焊接区域7上方，实现3D结构光相机4对小型紧密件3的二维图像和点云数据的有效获取。

需要说明的是，在上述系统中，数据处理中心5向3D结构光相机4发送指令，3D结构光相机4扫描焊接区域7并获取区域内的二维图像和3D点云数据。数据处理中心5对二维图像进行处理，获取焊点的像素坐标，并对焊接路径进行规划。随后，数据处理中心5通过与协作机器人1和焊枪6通信，使协作机器人1按规划好的位姿运动，并同时控制焊枪6对协作机器人工作台2上的眼镜架（或其他小型精密件）进行焊接。

本发明实施例提供了一种基于协作机器人的自动化焊接方法，结合图2来看，图2为本发明提供的基于协作机器人的自动化焊接方法一实施例的流程示意图，基于上述的基于协作机器人的自动化焊接系统，包括步骤S1至步骤S3，其中：

在步骤S1中，获取3D结构光相机传输的小型精密件的二维图像和点云数据；

在步骤S2中，将所述小型精密件的焊点的所在像素对应到所述点云数据，确定焊点的3D点云坐标；

在步骤S3中，根据所述3D点云坐标进行路径规划，控制所述协作机器人进行移动焊接。

在本发明实施例中，首先，获取3D结构光相机传输的小型精密件的二维图像和点云数据，即获取了小型精密件的二维平面数据和三维点云数据，反馈了平面特征和立体特征；然后，结合平面特征和立体特征，定位焊点的3D点云坐标；最后，依据焊点的3D点云坐标，控制协作机器人带动焊枪移动进行焊接，实现了高效的小型精密件的焊接。

作为优选的实施例，结合图3来看，图3为本发明提供的图2中步骤S2一实施例的流程示意图，步骤S2包括步骤S21至步骤S22，其中：

在步骤S21中，基于深度学习的目标检测和OpenCV图像处理算法，识别所述二维图像的小型精密件的焊点所在的焊点像素坐标；

在步骤S22中，将所述焊点像素坐标对应到点云数据中，确定所述焊点对应于所述3D结构光相机的3D点云坐标。

作为具体实施例，本发明实施例首先在二维图像中进行焊点的识别，找到焊点所在的焊点像素坐标，然后将焊点像素坐标对应至点云数据中，确定焊点在3D结构光相机的坐标系下的3D点云坐标。

在本发明一个具体的实施例中，步骤S21具体包括：

第一步，通过数据处理中心控制3D结构光相机打开CMOS摄像头，拍摄焊接区域的二维图像，调用训练好的模型对该二维图像进行识别。检测到相机左摄像头获取的镜架图片中的中梁焊点，此时检测到的焊点是用矩形框住的一个区域，将检测到的焊点区域提取出来，对其进行灰度化处理，减少无关信息；

第二步，对图片利用高斯滤波方法进行降噪处理，该步骤可以有效减少外界噪声对后续图像处理的影响；

第三步，利用Canny算子进行边缘检测，获取其轮廓，通过调用OpenCV库中的细化算法，将轮廓细化成轮廓线，最后通过调用OpenCV中的角点检测算法，就能检测到角点并返回它的像素坐标（u,v），这就是镜架中梁的焊点；

其中，涉及到的灰度化处理、滤波、边缘检测、细化算法和角点检测等图像处理过程都是基于开源计算机视觉库OpenCV现有算法来实现的，需要对算法中的各类参数进行调节以保证得到满意的识别结果。

在本发明一个具体的实施例中，由于缺乏深度信息，无法获取焊点在三维空间的位置，因此需要将3D结构光相机获取的点云数据和二维图像进行配准，步骤S22具体包括：

第一步：将三维点云转换为深度图像，并设定图像的尺寸与二维图像一致，该过程可以通过PCL点云处理库中的RangeImage类相关函数来实现；

第二步，找到该深度图像上像素点（u，v）所对应的点云索引，根据该点云索引即可获取焊点所对应的点云，即可获取焊点相对于相机坐标系的3D点云坐标（x，y，z）。

作为优选的实施例，结合图4来看，图4为本发明提供的图2中步骤S3一实施例的流程示意图，步骤S3包括步骤S31至步骤S32，其中：

在步骤S31中，基于相机坐标系和机器人基座坐标系之间的转换矩阵，将所述3D点云坐标转化为在机器人基座坐标系下的焊点定位坐标；

在步骤S32中，根据所述焊点定位坐标，进行轨迹规划，控制所述协作机器人进行移动焊接。

作为具体实施例，本发明实施例利用转换矩阵，将焊点在3D结构光相机的坐标系下的3D点云坐标转换为机器人基座坐标系下的焊点定位坐标，以便后续的协作机器人的路径规划。

需要说明的是，以眼镜架为例，转换矩阵通过标定得到，首先对协作机器人1和3D结构光相机4进行手眼标定，获取相机坐标系与机器人基座坐标系之间的位姿的转换矩X，3D结构光相机4对眼镜架进行3D测量，获取到基于相机坐标系下的3D点云坐标，并用摄像头采集工作台的二维图像。

在本发明一个具体的实施例中，以眼镜架为例，采用基于深度学习的目标检测和OpenCV图像处理方法，对图像进行焊缝特征点检测，检测到眼镜架中梁左右焊点的二维像素坐标（u，v），利用相机自带的算法，求出焊点二维像素坐标对应相机坐标系下的3D点云，从而获得焊点在相机坐标系下的坐标；利用手眼矩阵，将镜架中梁左右焊点在相机坐标系下的坐标/>转换到基于协作机器人基座坐标系下的坐标/>，从而实现了基于协作机器人的焊缝点定位。

在本发明一个具体的实施例中，配准之后获取了点云相对于相机参考系的三维坐标，随后根据Tsai手眼标定方法理论，进行机器人和相机的标定实验，获取相机坐标系和机器人坐标系之间的对应位姿的转换矩阵/>，步骤S31具体包括：

通过转换矩阵将焊点相对于相机参考系的三维坐标/>转换到相对于机器人基座参考系的三维坐标/>；

其中，焊点相对于相机参考系的三维坐标、相对于机器人基座参考系的三维坐标/>、转换矩阵/>的关系可由下式表示：

以眼镜架中梁为例，数据处理中心通过对眼镜架中梁焊缝点进行检测，并经过坐标转换获取到基于机器人基座坐标系下的焊点坐标。

作为优选的实施例，结合图5来看，图5为本发明提供的图4中步骤S32一实施例的流程示意图一，步骤S32包括步骤S321至步骤S323，其中：

在步骤S321中，根据所述焊点定位坐标，生成焊接路径；

在步骤S322中，在所述焊接路径上，生成多个路径点；

在步骤S323中，在两个路径点之间进行多项式插值，确定所述两个路径点对应的运动参数。

作为具体实施例，本发明实施例根据机器人基座坐标系下的焊点定位坐标，生成协作机器人到焊点定位坐标之间的焊接路径，并在焊接路径上生成多个路径点，在两个路径点之间进行多项式差值，确定对应的运动参数，保证协作机器人从一个路径点运动到另一个路径点。

在本发明一个具体的实施例中，以眼镜架为例，眼镜中梁焊接有两个焊点，本焊接系统路径规划根据检测出的焊点相对于机器人基座的三维坐标，通过设计好的路点生成算法自动地在焊接路径上设置了8个路径点，让机器人以5次多项式插值的方式进行点到点的轨迹规划，得到8个路点下机器人运动的关键参数。

其中，“路径1”和“路径8”为机器人原始位置点，完成焊接后，机器要回到原始点。“路径2”点是保证机器人运动到相机下方，使得之后运动过程在相机下方完成，避免与相机的碰撞。“路径3”、“路径5”、“路径7“为眼镜架中梁焊点的焊接预备位姿点，在焊接之前使焊枪保持合适的焊接姿态，焊接时焊枪以不变的姿态走直线运动至焊点，然后又回到预备位姿点。“路径4”和“路径6”为眼镜架中梁左右两个焊点的位姿点。

其中，5次多项式插值的方式是指任意两个路点之间轨迹都能用一个5次多项式函数表示，使用五次多项式样条规划轨迹加速度曲线无突变，较光滑。

其中，路点的关键参数是指，机器人末端相对于基座参考系的位姿、机器人的运动形式以及运动的速度和加速度，X、Y、Z是指机器人末端相对于基座参考系的空间位置，RX、RY、RZ是指机器人末端相对于基座参考系的旋转角度。

作为优选的实施例，结合图6来看，图6为本发明提供的图4中步骤S32一实施例的流程示意图二，步骤S32还包括步骤S324至步骤S326，其中：

在步骤S324中，将所述每两个路径点对应的运动参数存储至数据库数组中；

在步骤S325中，与所述协作机器人建立通信连接；

在步骤S326中，将所述运动参数传输至所述协作机器人，控制协作机器人移动到在每两个路径点之间进行有效移动。

作为具体实施例，本发明实施例根据将每两个路径点之间的运动参数存储至对应的数据库数组中，再通过与协作机器人的通信连接，将运动参数传输至协作机器人，使协作机器人在路径点之间有效移动。

作为优选的实施例，结合图7来看，图7为本发明提供的图4中步骤S32一实施例的流程示意图三，步骤S32还包括步骤S327至步骤S329，其中：

在步骤S327中，与所述焊枪建立通信连接；

在步骤S328中，当所述协作机器人移动到所述每一个路径点时，确定所述每一个路径点是否为焊点；

在步骤S329中，若为焊点，则发送焊枪信号传输至所述焊枪，控制所述焊枪开启焊接。

作为具体实施例，本发明实施例对每一个路径点进行判断，如果是焊点则控制焊枪开启，进行有效的焊接。

作为优选的实施例，步骤S32还包括：向所述协作机器人发送控制指令，控制所述协作机器人移动至所述目标路径点，当协作机器人已经运动到所述目标路径点之后，断开与协作机器人的连接。作为具体实施例，本发明实施例保证数据处理中心与协作机器人的通信开闭。

在本发明一个具体的实施例中，以焊接眼镜架中梁为例，得到8个路点下机器人运动的关键参数之后，利用Socket通信向机器人发送控制指令，其基本流程如下：

第一步，首先连接Mysql数据库，获取8个路径点的路径参数并存储在数组中，与机器人建立Socket通信连接，其中，Socket实现了不同计算机之间的通信，也被称为网络通信。本申请的实例中，数据处理中心、协作机器人和焊枪申请同一个IP地址。数据处理中心作为服务器端，协作机器人和焊枪作为客户端，当三者连接成功后，数据处理中心就能把控制机器人运动的脚本传输给协作机器人，把控制焊枪开闭的信号传输给焊枪，协作机器人也能将运动参数实时的传输给数据处理中心；

第二步，数据处理中心基于路径点的路径参数向机器人发送控制指令，控制机器人移动至目标路径点i，当机器人已经运动到目标点之后，断开与机器人的连接；

第三步，判断目标路径点是否为焊接点，以一个具体的例子说明，假设路径点1和8为需要进行焊接操作的路径点，判断目标路径点i是否等于4或6，如果符合条件，数据处理中心向焊枪6发送指令，使焊枪按设置好的参数进行焊接；如果不符合条件则令i加1，然后依次循环，重新连接机器人，待机器人运动至目标点后，断开与机器人的连接，判断目标路径点是否属于焊接点。直至机器人走完全部8个路径点，此时，眼镜中梁焊接完成。

本发明公开了一种基于协作机器人的自动化焊接系统及方法，首先，获取3D结构光相机传输的小型精密件的二维图像和点云数据，即获取了小型精密件的二维平面数据和三维点云数据，反馈了平面特征和立体特征；然后，结合平面特征和立体特征，定位焊点的3D点云坐标；最后，依据焊点的3D点云坐标，控制协作机器人带动焊枪移动进行焊接，实现了高效的小型精密件的焊接。

本发明技术方案，通过3D结构光相机获取工作台上二维图像和点云数据，进一步通过图像识别确定其中的焊点，结合点云数据和图像数据并识别并定位出小型精密件中梁的左右两个焊点，根据定位到的焊点坐标计算路径参数并控制机器人末端焊枪以合理的路径和位姿实现自动化焊接小型精密件上的焊点。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于协作机器人的自动化焊接系统，其特征在于，包括3D结构光相机、协作机器人、焊枪、协作机器人工作台以及数据处理中心，其中：

所述3D结构光相机，用于获取小型精密件的二维图像和点云数据；

所述协作机器人，通过法兰盘固定设置于所述协作机器人工作台上；

所述焊枪，通过法兰盘固定设置于所述协作机器人的机械臂末端，在所述机械臂的带动下对小型精密件进行焊接；

所述协作机器人工作台，设置有放置所述小型精密件的焊接区域；

所述数据处理中心，分别与所述3D结构光相机、所述协作机器人通信连接，用于根据所述3D结构光相机传输的小型精密件的所述二维图像和所述点云数据，并将所述小型精密件的焊点的所在像素对应到所述点云数据，确定焊点的3D点云坐标，根据所述3D点云坐标进行路径规划，控制所述协作机器人进行移动焊接，基于深度学习的目标检测和OpenCV图像处理算法，识别所述二维图像的小型精密件的焊点所在的焊点像素坐标；所述3D结构光相机垂直固定安装在所述焊接区域上方，与所述焊接区域保持预设距离；

将所述焊点像素坐标对应到点云数据中包括：

基于PCL点云处理库中的RangeImage类相关函数将三维点云转换为深度图像，并设定深度图像的尺寸与二维图像一致，根据所述深度图像上像素坐标，确定对应的点云索引；

根据所述点云索引，确定所述焊点所对应的点云数据，获取所述焊点相对于相机坐标系的3D点云坐标；

所述根据所述3D点云坐标进行路径规划，控制所述协作机器人进行移动焊接包括：

基于相机坐标系和机器人基座坐标系之间的转换矩阵，将所述3D点云坐标转化为在机器人基座坐标系下的焊点定位坐标；

根据所述焊点定位坐标，进行轨迹规划，控制所述协作机器人进行移动焊接；

所述根据所述焊点定位坐标，进行轨迹规划包括：

根据所述焊点定位坐标，生成焊接路径；

在所述焊接路径上，生成多个路径点；

在两个路径点之间进行多项式插值，确定对应的运动参数，保证协作机器人从一个路径点运动到另一个路径点。

2.一种基于协作机器人的自动化焊接方法，其特征在于，基于根据权利要求1所述的基于协作机器人的自动化焊接系统，所述基于协作机器人的自动化焊接方法，应用于数据处理中心，包括：

获取3D结构光相机传输的小型精密件的二维图像和点云数据；

将所述小型精密件的焊点的所在像素对应到所述点云数据，确定焊点的3D点云坐标，具体为：

基于深度学习的目标检测和OpenCV图像处理算法，识别所述二维图像的小型精密件的焊点所在的焊点像素坐标；

将所述焊点像素坐标对应到点云数据中，确定所述焊点对应于所述3D结构光相机的3D点云坐标；

根据所述3D点云坐标进行路径规划，控制所述协作机器人进行移动焊接；

所述将所述焊点像素坐标对应到点云数据中包括：

基于PCL点云处理库中的RangeImage类相关函数将三维点云转换为深度图像，并设定深度图像的尺寸与二维图像一致，根据所述深度图像上像素坐标，确定对应的点云索引；

根据所述点云索引，确定所述焊点所对应的点云数据，获取所述焊点相对于相机坐标系的3D点云坐标；

所述根据所述3D点云坐标进行路径规划，控制所述协作机器人进行移动焊接包括：

基于相机坐标系和机器人基座坐标系之间的转换矩阵，将所述3D点云坐标转化为在机器人基座坐标系下的焊点定位坐标；

根据所述焊点定位坐标，进行轨迹规划，控制所述协作机器人进行移动焊接；

所述根据所述焊点定位坐标，进行轨迹规划包括：

根据所述焊点定位坐标，生成焊接路径；

在所述焊接路径上，生成多个路径点；

在两个路径点之间进行多项式插值，确定对应的运动参数，保证协作机器人从一个路径点运动到另一个路径点。

3.根据权利要求2所述的基于协作机器人的自动化焊接方法，所述控制所述协作机器人进行移动焊接包括：

将每两个路径点对应的运动参数存储至数据库数组中；

与所述协作机器人建立通信连接；

将所述运动参数传输至所述协作机器人，控制协作机器人在路径点之间有效移动。

4.根据权利要求3所述的基于协作机器人的自动化焊接方法，所述控制所述协作机器人进行移动焊接还包括：

与所述焊枪建立通信连接；

当所述协作机器人移动到每一个路径点时，确定每一个路径点是否为焊点；

若为焊点，则发送焊枪信号传输至所述焊枪，控制所述焊枪开启焊接。

5.根据权利要求4所述的基于协作机器人的自动化焊接方法，所述控制所述协作机器人进行移动焊接还包括：向所述协作机器人发送控制指令，控制所述协作机器人移动至目标路径点，当协作机器人已经运动到所述目标路径点之后，断开与协作机器人的连接。