本文针对国内外反求工程的发展应用情况，以三坐标测量机为反求工程中数字化设备的研究工具。以尽可能的使原始几何参数得到还原为宗旨，对如何限定反求工程中的误差及快速准确的曲面建模进行了深入研究。探讨了自由曲面反求中拟合精度和测量效率的问题，通过数控实验平台实现了以自由曲面为主的模具产品模型实物反求及其数控加工的CAD／CAM集成制造，围绕曲面建模、3轴数控粗加工刀具轨迹的生成进行了一系列的研究，主要包括以下几方面的工作：1．针对测量过程中存在的误差，对三坐标测头、测量方式的选取、测量步距的选择以及测量原理进行了研究，并提出基于点位探测模式的新方法。2．针对曲线、曲面造型理论在实际应用中存在的问题，利用三坐标测量机对工业产品实物进行了描述和验证；采用不同方案进行了曲线拟合实验，得出基于NURBS曲线曲面造型理论的优越性；同时研究在Pro／E软件平台上以自由曲面为主的产品模型实物反求技术。3．分析了当前曲面三坐标数控加工存在的问题，研究了基于Mastercam软件平台上针对实际反求得到的毛坯零件的NC编程及仿真，并最终在数控铣床上加工出模型产品。