制造业的智能化逐渐成为世界工业发展的趋势,因此各国针对世界工业发展潮流都做出了相应的战略部署,以防止在第四次工业革命中落伍。在这种情况下,我国制订了“中国制造2025”国家行动纲领,规划了制造业的发展方向。其中数字孪生技术作为一种“虚实相融”的新兴技术,完美契合制造业智能化的内容与目标,因此逐渐成为人们关注的焦点。本文以数控机床为研究对象,结合数字孪生技术,完成了数控机床数字孪生的总体设计、数控机床数字孪生体虚拟模型建模、虚实交互监控系统总体设计、基于远程控制面板的虚实交互监控系统,以及数字孪生体的验证与实现五个部分的内容研究,具体工作如下:论文首先确定了数控机床数字孪生技术的概念与组成,并梳理了多学科、多参数的数控机床与多耦合、多线性的数字孪生之间清晰、准确、必要的联系。在此基础上,针对数字孪生技术应用在数控机床上的功能进行分析与总结,为数控机床与数字孪生的结合提供了目标;并分析解决为了实现数控机床数字孪生的功能所引发的关键问题,结合数字孪生技术的特点,设计了数控机床数字孪生的总体需求框架,从而为本文后续的研究内容奠定了理论基础。在总体需求框架的基础上,针对物理实体机床由于装配过程、表面信息、位姿参数等原因,导致利用理想设计模型建立的数控机床数字孪生体与物理实体不符的问题,提出了利用基于Delaunay三角剖分法及区域网格增长法的三维重建技术,应用在数字孪生体虚拟模型建模中。以某机床刀柄零件为例,对其进行点云数据的提取、优化以及三维重建,并利用重建后的虚拟模型进行数字孪生体建模,验证了该方法的可行性。同时对基于数字孪生技术的数控机床虚实交互监控系统进行总体设计,并确定了虚实交互监控系统的目标与原则,进而设计了虚实交互监控系统的组成与架构。更进一步的分析了由目标与原则衍生出来的关键技术与主要功能,为实现虚实交互监控系统提供了坚实的理论支撑。最后,设计了数控机床数字孪生体的实现流程框架图,对其数字孪生体的虚拟模型、运动模型、数据传输进行了实现,证明了数控机床数字孪生体建模的可行性。并对虚实交互监控系统的远程控制面板进行了设计与实现,并以某型号数控铣床振动信号为例,针对虚实交互监控系统的远程监控功能实现了一维数据、二维图表、三维模型的共同监控,提高了操作人员的沉浸感。