随着国家工业不断朝着智能化、高速化、柔性化的方向发展,传统工业将逐步被新型工业所取代。数控技术作为衡量一个国家工业发达水平的标准,已经引起了国内外的关注。目前,开放式数控系统是国内外数控领域研究的一个热点与难点。相较于传统数控系统,开放式的数控系统可根据用户的需求定制相应的功能模块,同时还具有兼容性与互换性的优点。发展开放式数控系统最后的实质是体现在具体的数控加工中,如何保证数控加工中NC程序段的正确性又是一个突出的问题。NC程序段错误很容易会造成走刀路径改变,造成刀具与机床本身、刀具与夹具等不必要的碰撞。这种碰撞不仅会造成工件与设备的损坏,还有可能造成人员伤亡。因此在数控机床中融入碰撞检测技术的十分必要的。本文针对在实际加工过程中可能出现的上述问题,以PA数控系统为技术背景,结合数控铣床开发出了一套具有碰撞检测功能的数控系统。首先,根据开放式数控铣床系统的总体特点及模块属性,进行功能规划,对PA系统进行深入研究,设计出具有碰撞检测功能的数控系统的总体框架。其次,了解各类包围盒算法的优缺点,掌握各类包围盒算法的相交测试原理,设计出一种能够符合大多数零件形状的紧密性好的包围盒。再次,结合计算机图形学、可视化技术对数控系统的人机交互(HMI)模块进行二次开发。修改硬键、软键系统及人机接口布局,使用XML语言对软键功能进行响应。将在建模软件Solidworks中生成的装配体利用3DMAX软件作为中间转换,导出3DS文件,对3DS文件结构进行分析与读取,使用OpenGL解析出机床模型。最后,利用C++编程语言结合OpenGL与MFC技术,开发出了具有碰撞检测功能的ActiveX控件。将控件嵌入PA系统进行整合、注册。在PA开放式数控系统中实现了碰撞检测功能。利用该数控系统的仿真功能监测机床的运动,模拟出机床的实际加工过程。再结合碰撞检测算法达到规避碰撞、节省成本、保障人员安全的作用。