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为解决自由曲面工件定位中无法正确求取对应点问题,运用分级两步定位方法进行定位,达到正确求解的目的.首先在工件曲面和CAD曲面上分别均匀取点,提取曲面上的特征曲面,获得特征匹配关系,然后算出对应的位姿关系,完成预定位、精定位.为节省计算时间,提出了基于最大特征值优化的采点方法.最后给出实例研究,验证了方法的正确性.