计算机技术的快速发展,使CAD/CAM技术成为设计人员研究和开发的重要工具。其中,三维造型技术已经广泛地应用于产品的设计、模具的制造、自动化加工等各个方面。在产品的设计和生产过程中,设计人员根据已知的设计要求或概念,绘制出产品的图纸或者直接模拟出所需产品的模型,然后经过方案评审,最终生产出产品。然而多数情况下,设计人员所获得的信息仅仅是一个样件,需要对样件进行测绘仿制或者在仿制的基础上改进其性能和外观。这就要求设计人员运用逆向工程的理论和方法,将样件转化为CAD模型,实现最终的目的。将逆向工程应用到实际生产中,可以提高产品的技术水平、缩短生产周期以提高产品的生产率和市场竞争力,因此逆向工程的研究被国内外众多学者高度关注。逆向工程涉及到系统工程学、产品设计方法学和计算机辅助制造等多个学科的理论利方法。本文针对逆向工程CAD建模中的一系列关键技术,在以往专家学者的研究基础上,重点对4个方面进行了探讨和研究,主要内容如下:(1)空间散乱数据点的预处理:针对以往散乱数据点预处理中遇到的问题,本文提出一种快速处理方法,如利用夹角平均值和距离平均值法对坏点进行处理,避免了传统的人工方法如直观检查法等去除坏点的缺点,并且用matlab编程实现算法,使坏点的识别和去除更加智能化。(2)空间散乱数据点的网格划分:针对目前广泛采用的CAD/CAM系统与B样条曲线曲面通用性更好的原则,本文采用均匀三次B样条曲线对曲面进行重构的方法。欲采用B样条曲线,则要求数据点的拓扑结构为四边域结构。据此,本文采用先三角网格划分后转换为四边域网格划分的方法,可以满足重构所需的拓扑结构,使重构工作更加方便。(3)空间散乱数据点的曲面重构:通过研究相关文献,本文采用反算均匀三次B样条曲线来拟合B样条插值曲线曲面的方法,加快了重构过程,且保证了重构后的曲线达到C连续,重构后的曲面达到C~2连续。(4)曲面重构后的光顺处理:无论采用何种方法对曲线曲面进行重构,都不可能完全达到产品外形的光顺要求。为了使产品的外形更加美观,本文在以往提出的能量法的基础上,提出一种基于曲率均化的能量光顺方法。文中详细阐述了新算法的原理和步骤,并给出实例验证了新算法。