目前，國內(nèi)外廣泛采用PROTEL，TANGO，ORCAD，P-CADEE等印刷電路板CAD軟件設(shè)計(jì)PCB.將PCB-CAD生成的PCB圖形文件輸入光繪儀可獲得光繪正片；生成的鉆孔數(shù)控文件經(jīng)自動編程處理生成NC指令，以供PCB專用數(shù)控鉆床進(jìn)行敷銅版焊盤孔的加工。然而在生成NC指令方面，現(xiàn)有的PCB自動編程軟件采用按孔位的XY坐標(biāo)以某種約定逐次編排的方法確定鉆孔的走刀順序。

　　顯然，這樣生成的鉆孔走刀路線并非*佳路線，影響生產(chǎn)效率。這對于那些年產(chǎn)幾千塊到幾十萬塊PCB的中、大批量生產(chǎn)規(guī)模的專用生產(chǎn)廠家來說，其影響相當(dāng)可觀。關(guān)于這一問題，國外學(xué)者進(jìn)行了不少研究與探討，足見其整體工藝過程優(yōu)化的強(qiáng)烈意識。

　　2*佳走刀路線模型的建立PCB上通常有多種不同直徑的孔，對某一種孔徑所構(gòu)成的孔系，PCB數(shù)控鉆問題可描述為：從換原稿收到日期：2000~03-25；修改稿收到日期：2001~03~05.王霄，男，1964年生，講師，主要研究方向?yàn)镃AD/CAM虛擬制造。劉會霞，刀點(diǎn)出發(fā)，不重復(fù)又不遺漏地加工完所有孔，再回到問題，屬于NP完備問題。在迄今所提出的TSP的換刀點(diǎn)，進(jìn)行下一種孔徑換刀和加工。這對數(shù)控編程而言，就存在如何安排孔的加工順序（路線），使空程移動時(shí)間*短，即所謂*佳走刀路線問題。顯然，這一問題可歸結(jié)為著名的旅行售貨員問題，其中鉆頭扮演了售貨員的角色，而*佳走刀路線的目標(biāo)函數(shù)可選為刀具的空行程*短或空行程花費(fèi)的時(shí)間*短?，F(xiàn)討論分析：PCB數(shù)控鉆都是具有點(diǎn)位控制的數(shù)控機(jī)床，這種機(jī)床的刀具由一點(diǎn)（孔）運(yùn)動到另一點(diǎn)（孔）時(shí)，通常是沿XY軸方向同時(shí)快速移動。當(dāng)沿XY軸各自距離不同時(shí)，坐標(biāo)值小者先完成運(yùn)動，到達(dá)某一中間點(diǎn)（如中由0點(diǎn)到A點(diǎn)）。另一坐標(biāo)將沿坐標(biāo)軸方向從中間點(diǎn)繼續(xù)向終點(diǎn)（如中1點(diǎn)）運(yùn)動，由換刀點(diǎn)0經(jīng)過飫2-3- 5返回?fù)Q刀點(diǎn)0的運(yùn)動軌跡如所示。

　　從可知，刀具從一孔到另一孔，其快速移動的走刀路線一般不是直線，而是折線。以0到1為例，其兩點(diǎn)間的空行程而兩點(diǎn)間的空行程時(shí)間t（I，）=maxIX/-X/i/Vx，IY-Y/i/Vy.其中，V為工作臺相對刀具的X或Y方向的快移速度，一般Vx=Vy=V.由于求*短路線的目的是為了減少空程時(shí)間，因此，采用計(jì)算比較簡單的*短空程時(shí)間作為衡量*佳走刀路線的目標(biāo)函數(shù)能提高計(jì)算效率。顯然，*小化t（/，）相對于*小化D7U.）=maxIX-X/I，IY-Y/I作為衡量*佳走刀路線的目標(biāo)函數(shù)更簡化。

　　各種解法中基本可分為3類：精確求解法啟發(fā)式求解法以及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法。精確求解法僅能解較小規(guī)模的TSP問題，顯然對PCB問題不適合。PCB的*佳走刀路線問題屬于大規(guī)模TSP問題。國外學(xué)者對這一問題作了不少研究，基本上都是采用啟發(fā)式求解法，并且其算法都建立在兩點(diǎn)間歐幾里德距離的基礎(chǔ)上，即d/=SQRT.從前面分析可知，這與數(shù)控鉆所走的路徑不符。這樣，利用其位置信息或利用三角不等式的幾何特征提出的算法就很難有效地解決這一問題。本系統(tǒng)以空行程時(shí)間為目標(biāo)函數(shù)，采用模擬退火方法。

　　形式退火策略，這種策略的選擇是*關(guān)鍵的，因?yàn)樗惴ㄖ杏绊懡馐諗抠|(zhì)量的溫度由退火策略控制。常見的退火策略有：（e為目標(biāo)函數(shù)值的標(biāo)準(zhǔn)偏差161）。

　　其中c是一種自適應(yīng)的退火策略，本文即選用這種退火策略。

　　SA算法是一個(gè)通用的與領(lǐng)域無關(guān)的具有概率爬山的能逃離局部*優(yōu)的強(qiáng)有力的組合優(yōu)化算法，對TSP而言，它是較好的模型之一，目前能處理的城市數(shù)目已達(dá)6000個(gè)之多。

　　3.3運(yùn)行實(shí)例0編寫，在奔騰I處理器650MHz計(jì)算機(jī)上調(diào)試并運(yùn)行通過。是某64）按一般PCB-CAD軟件所生成的鉆孔走刀路線圖。是利用本文算法生成的鉆孔走刀路線圖。比較，3可以看出，其走刀空行程縮短了36.5%.通過大量實(shí)例比較，發(fā)現(xiàn)用該算法所得的優(yōu)化走刀路線比用一般PCB-CAD軟件按孔位的XY坐標(biāo)，以某種約定逐次編排的方法確functionTSP-它表示交換頂點(diǎn)A；和a，看能否產(chǎn)生較短的周游足的走刀路線節(jié)省的行程顯者，一般在25%以上，該方法實(shí)用、可靠并能獲得較好的解。

　　4PCB*優(yōu)數(shù)控編程系統(tǒng)bookmark4 PCB數(shù)控鉆孔*佳走刀路線的確定，有效地解決了PCB加工工藝過程的優(yōu)化數(shù)控編程問題。在此基礎(chǔ)上開發(fā)了PCB自動編程系統(tǒng)，其工作流程如所示。

　　鉆孔數(shù)據(jù)文件前置處理器*佳走刀路線確定后置處理器DNC通信接口PCB數(shù)控鉆孔系統(tǒng)PCB*優(yōu)數(shù)控編程系統(tǒng)工作流程的工作原理是將不同類型的PCB-CAD系統(tǒng)中生成的不同格式的PCB鉆孔數(shù)據(jù)文件交給前置處理器。前置處理器的作用是分析識別不同CAD系統(tǒng)產(chǎn)生的鉆孔數(shù)據(jù)文件內(nèi)容，并按不同孔徑族提取位置信息，將其轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一的數(shù)據(jù)文件形式，作為確定某一鉆頭*佳走刀路線模型的數(shù)據(jù)源；再經(jīng)*佳走刀路線模塊確定鉆孔的*佳走刀路線，然后交給后置處理器處理。后置處理器的任務(wù)是由掃描器讀入不同的鉆頭直徑、*佳走刀路線模型位置信息及具體數(shù)控機(jī)床的數(shù)控特性文件，由語義分析器進(jìn)行分析并產(chǎn)生對應(yīng)數(shù)控機(jī)床的數(shù)控指令，*后由DNC通訊程序?qū)?shù)控指令傳輸給對應(yīng)的數(shù)控機(jī)床。

　　本文將PCB數(shù)控鉆孔*佳路線歸結(jié)為TSP問題，給出了利用SA算法求解*佳走刀路線的目標(biāo)函數(shù)及3個(gè)重要函數(shù)：產(chǎn)生函數(shù)Gnerate接受函數(shù)Accept及溫度更新函數(shù)Update.其中，退火策略在模擬退火中起重要作用，直接影響TSP解的質(zhì)量。

　　該算法已成功應(yīng)用于激光數(shù)控打孔中，并在PCB數(shù)控鉆孔CAM系統(tǒng)中試用。該算法有效地解決了多卩工中刀具路徑冗長、空行程導(dǎo)致加工效率低的問題，使數(shù)控鉆孔加工工藝得以優(yōu)化。