传统的产品开发流程的预定顺序是按照概念设计、详细设计、制定工艺流程、设计工装夹具、加工及装配进行的。但现代生产中，如某些流线型物体、人体假肢、艺术雕塑品和汽车零件产品，其原始模型并非来自设计概念而是实物产品。逆向工程(Reverse Engineering，RE)CAD／CAM系统与传统的设计制造过程不同，该系统首先利用先进测量方法对实物进行三维数字化处理，借助专用的曲面重构软件及CAD系统反求出实物的CAD模型，然后再按照传统的制造流程生产出产品或原型。RE技术通常涉及三维测量(表面数字化)、数据处理、曲面重构、三维建模及快速制造等相关技术。逆向工程CAD／CAM系统具有广泛的工业用途，其研究开发工作具有较大的理论意义和应用价值。 本文工作源于世界银行贷款的中国高等教育改革项目，利用该项目的设备，以RE技术在制造业的应用为背景，研究有机集成激光三维测量、CAD／CAM系统、快速原型制造和数控加工设备为一体的集成化逆向工程(Integrated Reverse Engineering，IRE)系统及其关键技术。文中对比分析了目前主要的技术方案，提出了一种非常方便而实用的IRE系统模型，即基于激光360度回转测量及Pro／Scan-tools的IRE系统模型。该系统主要包括四个子系统：数据采集及处理系统、曲面重构系统、三维建模系统及CAM子系统，具有两个接口：曲面重构数据输入输出接口、制造系统数据输入输出接口。实践证明该系统模型较为先进，能用于工业用途。现已将部分模块成功用于四川大学工程培训中心的学生逆向工程实验。 本文的主要理论研究与系统研制开发工作包括：论文摘要 l)深入研究了自由曲面的测量方法及其测量策略，着重分析了激光三维数字化技术，并将其用于实际的IRE系统。同时，文中对几种基本的测量数据预处理方法进行了分析。 2)本文对基于Pro/Scan一too1s的曲面重构方法进行了研究，在对比现有方案的基础上，总结出了一套利用现有软件，由点云数据直接重构出自由曲面模型的方法，并将其用于实际的工RE系统。同时，本文还对以边界为中心的曲面重构方法及利用人工神经网络技术的自由曲面重构技术进行了研究。 3)本文在对RE过程中的关键技术进行深入分析和研究的基础上，利用现代最新的科学知识和本领域及其它学科的研究成果，互相结合，交叉渗透，对文中提出的工RE系统进行了实际的开发与集成。在对系统的各关键模块研究的同时，本文使用VC+十6.0设计开发了相关的数据接口程序，将系统中的各个模块有机地结合成一个整体。使反求过程得以顺利地实现。