随着时代的不断进步发展,传统的制造业正发生着巨大的变革。基于此,德国“工业4.0”和“中国制造2025”相继提出。如何更智能、更安全高效、更节约成本是制造业方向需要积极探索的领域。本文基于数字孪生理念构建了龙门机床的虚拟仿真系统,结合碰撞检测技术的研究,开发出了仿真加工、代码检测、碰撞检测等功能,为制造加工过程的优化进行了卓有成效的探索。本课题立足于前沿研究方向“数字孪生”,主要从仿真系统的数字孪生模型构建、碰撞检测效率和加工路线验证、加工实况检测等方面着手研究。以Unity3D为虚拟开发平台,C#为开发语言,以Pro/E、3DMAX为建模软件,以龙门机床为研究对象,设计了一套极具实用价值的虚拟仿真系统。其主要工作如下:（1）三维模型数字孪生数据的构建:结合常用建模软件的优缺点,利用软件Pro/E对机床三维模型进行1:1复制。考虑到刀具加工的特点,构建了刀具的简化三维模型和参数模型。通过Unity3D结合C#编程,对模型顶点数据、三角面片信息进行读取、处理,生成三维模型的数字孪生数据。（2）关键算法的设计:针对本课题虚拟仿真系统的特点,设计实现了切削算法、NC代码解析、通信等基础功能。（3）碰撞算法的研究和改进:在各碰撞算法的理论基础上,针对本课题应用的条件,创新性地构建了混合树结构的层次包围盒、基于NC代码解析的层次包围盒集合、基于区域划分的层次包围盒集合。实现了利用长方形面片和点阵作为基本元素的代替算法,大幅提高了碰撞检测的效率。（4）功能集成:基于上述的各类算法进行功能集成,完成各功能界面的编写,以实现虚拟仿真系统的各功能。