在印刷機底板和墻板類零件的數控加工中孔群加工所占的比重較大，直接影響生產效率。由于孔群中的各類孔直徑不同，需要頻繁變換孔加工刀具，刀具和工件的運動在加工過程中平均占用總加工時間的70%。因此，如何規劃孔群的加工路徑以達到縮短刀具移動路徑、有效節約刀具的空刀移動時間，是孔群加工的關鍵問題。

1 孔群數控加工路徑優化的必要性和現實意義

　　孔群加工路徑優化問題抽象出來就是旅行商路徑問題TSP(Travel Saleman Problem)，其實質是點位路徑的優化問題。求解TSP問題的算法有十幾種之多，包括精確算法和近似優化算法。精確算法包括：動態規劃方法、線性規劃方法、分支定界方法等，近似優化算法如插入法。最近點路徑法、概率算法、正交路徑法、混合路徑法、生成樹法等。近年來，借助于電子計算機技術的發展，很多智能優化方法不斷完善和發展，例如模擬退火算法、禁忌搜索方法、蟻群算法、遺傳算法等，也得到了很好的應用。

　　上述方法都能較好地解決多點位優化問題，但在實際生產中，具體選用哪種方法，要根據待加工孔群的特點和分布規律來選擇。對于分布有規律的同類孔群，一般采用正交路徑法；對于分布沒有規律、任意排列的同類孔群，采用最近點路徑法；對于同類孔群分布兼而有之的情況，可以采用混合路徑法。在數控加工中，一般情況下，每個孔都要經過幾道工序，使用幾把不同的刀具加工。要提高孔加工速度和精度，就要合理安排加工工序，減少換刀次數，盡可能縮短刀具非切削循環狀態下的空刀移動距離。借助于CAM（計算機輔助制造）軟件，可以方便高效地實現對印刷機底板孔群加工路徑的優化。從而編制出高效合理的數控加工程序，有利于提高零件加工質量，降低加工成本，縮短實際工時，促進生產率的提高，減少原材料和能源的消耗。

2 應用CAM軟件對印刷機底板孔群數控加工路徑進行優化的方法

　　下面以某B-B型印刷機機架底板零件的孔群加工為例，來說明應用CAM軟件進行水平加工路徑優化的實現方法。該底扳零件的孔群主要由四類孔構成，分別是2×φ40孔、7×φ9孔、7×φ15、24×φ5孔，基于工藝需要，我們在鉆孔加工前首先要加工33個φ3中心孔；為方便優化結果作對比，只研究鉆孔刀具加工路徑，不考慮銑刀和鏜刀加工路徑。所以我們的研究對象為φ3中心鉆、φ9麻花鉆和φ5麻花鉆。

　　MasterCAM是美國CNC Software公司開發的CAM軟件，簡單易學，編制數控程序極為方便，是一款經濟實用的小型CAM軟件。應用該軟件對底板待加工孔進行參數設置和鉆孔路徑排序，可供選擇的排序方法主要有三種，分別是“2D鉆孔路徑排序法”、”旋轉鉆孔路徑排序法”和“交叉鉆孔路徑排序法”，由于底板零件中的孔群分布屬于直線和圓周混合分布類型，所以選取“2D鉆孔路徑排序法”進行加工路徑的自動排序。其中φ3中心鉆在水平面內空走刀路徑如圖1所示，行程為1582.83mm。同樣的方法可以得到φ9麻花鉆和φ5麻花鉆在水平面內空走刀路徑的行程。

　　NX是Siemens PLM Software公司出品的大型CAM主流軟件之一，其功能模塊較MasterCAM要豐富和強大許多。在孔位優化模塊中有一個“Shortest Path(最短路徑)“優化功能，這種優化方式允許處理器根據最短加工時間來對加工點排序，該方法通常被用作首選方法，尤其是當點的數量多于30個時。當然，與其他優化方法相比，最短刀軌方法需要更多的算法處理時間，在最短優化路徑對話框中，可以選擇優化級別(Level)，包括標準和高級。應片NX軟件該優化功能模塊對底板待加工孔進行參數設置和鉆孔路徑排序，行程為1383.13mm，。

　　由數據可知，NX軟件對孔群加工路徑優化能力明顯高于MasterCAM軟件，鉆孔水平總行程減少25%，其中對φ5麻花鉆加工路徑的優化差異率更是高達44%；可見選擇不同的CAM軟件，會得到不同的孔群加工路徑優化結果，有時這種結果會有很大的差異。

3 結束語

　　孔群加工路徑規劃和優化問題對于提高多孔類零件的加工效率和質量具有重要意義，借助于CAM軟件實現加工路徑優化已經得到廣泛的普及和應用。由于實際生產過程中的CAM軟件種類繁多，各種CAM軟件所適用的加工對象會有所區別。這就要求我們數控工藝編程人員針對不同的加工對象，選擇適當的CAM軟件，在保證加工精度的基礎上維持較低的加工成本，并取得更高的加工效率。