本文在对逆向工程技术与数控加工集成的主要技术途径进行比较与分析的基础上，确立了基于逆向工程测量数据直接生成刀具轨迹的研究课题。文章利用ATOSII光学扫描系统对模型进行采集，获取高质量的点云数据，并对点云数据进行拼合和噪声点去除；根据点云数据庞大的特点，采用空间栅格划分的算法对点云数据进行划分，建立了数据点间的拓扑关系，再利用数据点间的最小距离实现对点云数据的精简，并通过实例对精简算法进行了验证；采取直接对点云数据分层，研究了基于空间划分的轮廓数据提取算法，完成层面轮廓提取之后对轮廓数据点进行排序处理，接着建立层面各轮廓环之间的拓扑关系，完成对加工区域的识别；为了实现轮廓数据的精简与光顺，采用NURBS曲线的拟合算法对轮廓数据点进行了拟合，在输出层面轮廓线数据时采用双圆弧拟合算法，将轮廓线转化为由圆弧段组成的封闭轮廓，以便于数控机床进行编程加工。最后，利用Voronoi图偏置算法完成了层面刀具轨迹的规划，并将刀具轨迹转化为NC加工代码，完成了由测量数据直接生成刀具轨迹的研究课题。