随着航空航天、汽车、造船及模具等工业的发展，自由曲面零件在现代工业中得到越来越广泛的应用，制造行业迫切要求更深入研究有效的数控仿形加工技术，因此基于测点数据对自由曲面仿形加工成为当前研究的重点之一。本文在综述国内外数控仿型加工技术的发展过程以及研究现状的基础上，阐述了研究基于测点数据的直接数控仿形加工算法的重要性。在传统的数控铣床上开发了基于测点数据的直接数控仿形加工系统，同时对基于测点数据的直接数控仿形加工算法等问题进行了深入研究。 本文研究内容包括以下几个方面： 1．对非接触测量得到的大量曲面测点数据进行预处理。首先进行毛刺处理方法研究、针对不同测点数据类型的几种滤波处理方法研究以及光顺处理。其次研究了大规模测点数据压缩技术。通过实例对以上的预处理算法进行了验证。 2．针对经过预处理后的测点数据，研究了基于测点数据的粗加工刀具路径生成方法，包括基于多面体模型的粗加工算法和基于Z-Map模型的粗加工算法。经过理论分析和通过自由曲面的实际加工验证了这两种算法的有效性，并比较了这两种算法在不同情况下的使用效果。 3．研究了基于测点数据的精加工刀具路径的生成方法，包括基于多面体模型的精加工算法、基于反求截面的精加工算法以及基于虚空间的精加工算法。通过理论分析、实验加工对三种算法的有效性进行了论证，并比较了这些算法在不同情况下的使用效果。 4．在已有数控仿形加工系统的基础上，根据OMAC思想，开发并完善文件管理模块、基于测点数据仿形加工模块以及模拟加工模块。通过对几个典型实例的加工验证了系统的可行性。 最后，总结本论文研究工作的主要结论，并对后续研究作了展望。