在我国的航空航天、能源采集、重型运载等重要工程领域的核心装备制造中,普遍存在一类高性能要求的大型椭球类复杂曲面零件。这类零件普遍具有几何尺寸大、材料的结构刚度低、难加工的制造特点,易在加工阶段产生较大的结构变形。因此,必须采用逆向工程加工的思路,即“数据采集-点云预处理-数控加工”的一体化制造方法来保证其加工精度。本文针对大型椭球类复杂曲面零件逆向工程加工过程中存在的问题,开展大型椭球类复杂曲面逆向工程加工关键技术的研究,并对数据处理软件进行功能验证。论文研究为大型椭球类复杂曲面零件的逆向工程加工技术奠定基础,具有重要的理论意义和实际应用价值。对此进行了以下研究与分析。（1）研究确定大型椭球类复杂曲面逆向工程加工技术中的数据采集方案。通过分析不同装置以及测量方法的优缺点,结合工件结构特点和加工技术要求确定数据采集方法,确定采集数据与后续处理数据的转换方法。（2）开展大型椭球类复杂曲面逆向工程加工技术中的点云数据去噪光顺方法研究。针对现有的去噪光顺方法对大型椭球类复杂曲面点云数据的光顺处理效率低、精度低的问题,结合大型椭球类复杂曲面采集数据的特点,提出了一种基于S-H-ESD算法和双边滤波算法的去噪光顺方法,实验结果证明了该算法能够快速有效地进行大型椭球类复杂曲面数据的去噪与光顺处理。（3）开展大型椭球类复杂曲面逆向工程加工技术中的点云数据精简方法研究。针对现有的点云精简算法无法保持椭球类曲面点云中的细微特征点的问题,提出了一种基于主成分分析法（PCA）和自适应均值漂移法的点云精简算法,实验结果证明了该方法精简后的点云数据能更好地保留原始曲面的细微特征,精简误差更小。（4）开展大型椭球类复杂曲面逆向工程加工技术的点云数据处理软件的设计与开发。对比分析确定点云数据处理软件的开发环境和开发软件,设计点云数据处理软件的模块组成以及各个模块的功能,并进行界面开发和功能设计,进行软件的功能验证。（5）研究确定工件点云数据数控加工的方法,并结合实际装备制造现场进行大型椭球类复杂曲面逆向工程加工技术的验证。分析现有的点云进行数控加工方法的优缺点,结合大型椭球类零件的结构特点以及逆向加工技术的整体流程,选择合适的方法进行数控加工模拟以及数控加工程序的生成。根据本文所设计的工件点云数据采集方案、点云数据去噪光顺方法、点云精简方法和点云数控加工方法,对实际制造装备现场的大型椭球类零件进行逆向工程加工并分析加工效果。加工分析结果证明本文提出的大型椭球类复杂曲面逆向工程加工技术满足实际工程项目的加工要求,且符合现场操作流程与规范,具有重大的理论意义和实际应用价值。