针对大型复杂曲面工件的喷砂/喷涂工艺算法研发和软件开发，采用去示教+在线编程方式，通过前端智能传感装置（主要是低成本激光或立体视觉系统）获取工件数模，然后后端采用自动编程方式优化生成最优的喷涂工作路径，以适合目前喷砂/喷涂工艺所面对的小批量、多品种、非标准产品的生产需要，提高机器人喷涂/喷砂系统的自动化、智能化编程水平。具体技术指标： (1) 研发实现了一种基于激光或立体视觉扫描的喷涂/喷砂工件快速建模方法，实现了对复杂喷涂/喷砂工件表面的在线感知和高精度建模（表面建模精度0.1mm以内），以引导自动编程； (2) 针对大面积、大曲率、多孔洞等复杂工件曲面，研究实现了一种表面分割分层处理的自动化喷涂/喷砂轨迹生成方法，无需进行人工示教，可根据喷枪模型和曲面数模自动生成表面优化作业轨迹，且涂层加工精度在正负10%以内，表面覆盖率在90%以上； (3) 研发了一套面向复杂喷涂/喷砂作业的多机器人在线智能编程系统软件，并进行了初步应用验证，且可对覆盖率、作业时间等喷涂性能进行实时评估，从而为产业化提供了工程基础。

本发明公开了一种基于区域分割和曲面拟合的室内定位方法， 包括：在给定目标区域中设置 M 个信号源和 N 个参考点，保证每个参 考点能够接受来自至少一个信号源的信号强度，同时记录每个参考点 的二维坐标信息，对于每个参考点进行信号强度采样，然后对样本取 均值，得到第 i 个参考点的指纹，将给定目标区域划分为 K 个区域， 并根据每个区域内的参考点的指纹，建立相应的区域指纹，并存到指 纹数据库，在每个区域内，针对每一个信号源，利用该区域内参考点 的指纹，建立一个曲面拟合函数来表示该信号源在该区域内的信号强 度分布。本发明能够解决现有指纹定位技术中，定位性能受参考点粒 度的制约，定位结果只能从有限个参考点中提取，导致定位精度有限 的问题。

项目简介 针对制约我国机械装备行业发展与提升的复杂关键零部件再设计与快速加381 工等技术瓶颈，以影响整机性能的机械装备凸轮、汽轮机叶片、螺杆压缩机转子、 增压器叶轮等为研究对象，着力构建未知自由曲面复杂零件再设计技术与数据点 云直接加工技术的集成创新，使再设计效率和直接加工精度得到极大提高，技术 水平和产业化成果达到国内同类研究和应用的领先水平。 技术指标 (1)未知自由曲面复杂零件的高精高效数字化技术。研究了基于蚁群算法和 遗传算法的多特征测量路径规划技术、曲率连续自适应测量技术、BP 人工神经 网络重定位技术、Delaunay 半径补偿技术等，开发了“复杂未知自由曲面三维智 能测量系统”，为高精高效数字化奠定了基础。 (2)基于多分辨分析的曲线曲面控制顶点光顺技术。针对传统光顺算法计算 效率极低，细节难于保留等问题，研究了二进小波多分辨快速光顺技术和有理数 尺度小波的任意分辨率光顺技术，首创了“曲线曲面多分辨分析光顺系统”，兼 顾了光顺的整体性和局部性。 (3)复杂零件的三维再设计质量控制技术。针对多分辨光顺尺度无法确定， 光顺效果评判手段有限等难题，研究了基于线性假设和逆问题的多分辨光顺精度 控制技术、基于极限反射法的曲面品质分析技术，开发了“极限反射法曲面品质 分析系统”，实现了光顺尺度的快速反算，消除了视点和光源对评判结果的影响。 (4)双映射法数据点云直接加工技术。针对 CAD 建模及传统数控加工所引起 的累计误差，研究了双映射散乱点云结构拓扑技术、数据点云全干涉检查技术、 无干涉刀具加工路径规划技术，开发了“数据点云直接刀具规划与加工系统”， 实现了数据点云的直接加工，填补了国内在该领域的空白。 效益分析 项目研究成果使系统的测量精度提高了 1 个数量级，测量效率提高了 3 倍以 上，再设计周期缩短了 30%，在机床允许条件下，未知原型零件的直接加工精度 可达μm 级。项目成果在无锡透平叶片有限公司、无锡压缩机股份有限公司和无 锡沃凯精密机械制造有限公司等得到成功应用，研究成果获发明专利 7 项，软件 著作权 7 项，发表论文 64 篇，SCI 收录 9 篇。 应用情况 本成果有助于提升企业研发实力与效率，降低研发成本，提升企业技术水平 和核心竞争力。首创的数据点云直接加工技术，缩短了企业的工艺流程，提升了 产品的加工效率与制造精度，降低了废品率，对企业的节能减排和绿色制造同样382 有显著作用。项目在机械装备行业有极好的推广应用价值和社会效益。

项目简介 针对制约我国机械装备行业发展与提升的复杂关键零部件再设计与快速加381 工等技术瓶颈，以影响整机性能的机械装备凸轮、汽轮机叶片、螺杆压缩机转子、 增压器叶轮等为研究对象，着力构建未知自由曲面复杂零件再设计技术与数据点 云直接加工技术的集成创新，使再设计效率和直接加工精度得到极大提高，技术 水平和产业化成果达到国内同类研究和应用的领先水平。 技术指标 (1)未知自由曲面复杂零件的高精高效数字化技术。研究了基于蚁群算法和 遗传算法的多特征测量路径规划技术、曲率连续自适应测量技术、BP 人工神经 网络重定位技术、Delaunay 半径补偿技术等，开发了“复杂未知自由曲面三维智 能测量系统”，为高精高效数字化奠定了基础。 (2)基于多分辨分析的曲线曲面控制顶点光顺技术。针对传统光顺算法计算 效率极低，细节难于保留等问题，研究了二进小波多分辨快速光顺技术和有理数 尺度小波的任意分辨率光顺技术，首创了“曲线曲面多分辨分析光顺系统”，兼 顾了光顺的整体性和局部性。 (3)复杂零件的三维再设计质量控制技术。针对多分辨光顺尺度无法确定， 光顺效果评判手段有限等难题，研究了基于线性假设和逆问题的多分辨光顺精度 控制技术、基于极限反射法的曲面品质分析技术，开发了“极限反射法曲面品质 分析系统”，实现了光顺尺度的快速反算，消除了视点和光源对评判结果的影响。 (4)双映射法数据点云直接加工技术。针对 CAD 建模及传统数控加工所引起 的累计误差，研究了双映射散乱点云结构拓扑技术、数据点云全干涉检查技术、 无干涉刀具加工路径规划技术，开发了“数据点云直接刀具规划与加工系统”， 实现了数据点云的直接加工，填补了国内在该领域的空白。 效益分析 项目研究成果使系统的测量精度提高了 1 个数量级，测量效率提高了 3 倍以 上，再设计周期缩短了 30%，在机床允许条件下，未知原型零件的直接加工精度 可达μm 级。项目成果在无锡透平叶片有限公司、无锡压缩机股份有限公司和无 锡沃凯精密机械制造有限公司等得到成功应用，研究成果获发明专利 7 项，软件 著作权 7 项，发表论文 64 篇，SCI 收录 9 篇。 应用情况 本成果有助于提升企业研发实力与效率，降低研发成本，提升企业技术水平 和核心竞争力。首创的数据点云直接加工技术，缩短了企业的工艺流程，提升了 产品的加工效率与制造精度，降低了废品率，对企业的节能减排和绿色制造同样 有显著作用。项目在机械装备行业有极好的推广应用价值和社会效益。

本发明提供了一种基于曲面全反射镜的管道激光清洗装置，包 括中心均位于同一条直线上的激光器、透镜系统、曲面全反射镜和电 机；激光器与透镜系统相隔一定距离，使得激光器出射的激光被透镜 系统准直，经透镜系统准直的光变为圆环状平行光，并平行入射到曲 面全反射镜上；曲面反射镜与电机的丝杆相连，使其当丝杆顺时针旋 转时，曲面全反射镜沿第一方向运动，当丝杆逆时针旋转时，曲面全 反射镜沿第二方向运动。本发明通过光学整形系统和使用抛物

本发明公开了一种针对复杂曲线构件的激光焊接实时在线监控 系统。该在线监控系统的硬件平台包括激光焊接头、机器人、影像采 集设备、图像处理单元、数据处理单元、反馈调节单元、机器人控制 单元。该系统的目的是通过实时拍摄焊接头与工件的相对形位，将实 际形位与规划行位比对，计算回归规划路径所需的补偿矢量，继而将 该矢量加载于机器人上以调节机器人按照预定轨迹进行焊接。

本发明公开了一种具有曲面聚焦阵列的高频超声换能器及其制 备方法，所述高频超声换能器包括曲面衬底，所述曲面衬底的上表面 为弧度 60°～180°的环形，所述曲面衬底的上表面的全部或部分区 域覆盖有曲面聚焦阵列，所述曲面聚焦阵列的底部为高度 4μm～20 μm 的底电极，所述底电极之上设置有 16 个～256 个平行设置的弧形 阵元，所述弧形阵元的底部为高度 7μm～100μm 的铌镁酸铅钛酸铅 厚膜，顶部为高度 100

本发明公开了一种用于测量机床加工时工件表面以下不同深度 的温度值的方法，包括以下步骤：1)沿经过工件轴线的平面或沿与其 轴线垂直的平面将工件剖成两个待加工体并对剖面抛光；2)在剖面上 划分出多个条形区域，在每个条形区域内镀上一种熔点已知的薄膜， 同一剖面上每个条形区域内的薄膜的材料不同；3)将两个待加工件连 接紧固；4)设定切削参数，进行机械加工，使回转加工体两剖面上薄 膜的一部分熔化，薄膜的熔化部分与不熔化部分形成分界线；5)测量 每种材料形成的薄膜上的分界线所在的深度，绘制温度-深度曲线图。 本

本发明公开了一种自由曲面微细铣削让刀误差预测及补偿方法。 考虑到自由曲面微细铣削加工刀具变形量较小，提出理想刀位点与真 实刀位点所属小区域内法矢近似统一的假设，考虑加工过程中微径球 头刀变形对切削力的反馈影响，采用迭代算法求解切削平衡状态的让 刀误差，以此作为让刀误差的预测值，预测结果更准确。此外，还通 过迭代计算让刀误差总补偿量，且直接对让刀误差本身进行补偿，补 偿量最小，补偿方向明确，物理意义清晰，加工精度高。

主要技术要点（创新点） ： 利用仿生学原理，巧妙的实现了机器人的吸壁移步，连续擦洗。 多组吸盘负压吸附，保持刷子以恒定压力贴紧玻璃，擦洗均匀有力。 采用特定的清洗工艺实现多重擦洗，且增设刮水装置，使玻璃洁净明亮。 整个系统为多自由度设计，结构紧凑，动作灵活。 机电气结合，擦洗路径预先规划，清洗过程全自动。该成果来源于大学生机械创新设计大赛项目，荣获第三届全国大学生机械创新设计大赛国家一等奖，实现了江西省在该项赛事中国家一等奖零的突破，获权国家实用新型专利 2 项。