数控排钻包打孔路径算法

需求：

目前有固定尺寸板材一块，需要在多个位置开孔，孔径不定。

板材开孔

开料机排钻包钻头位置可自己定义，各钻头槽间距暂定32mm。

9孔排钻包

问题：

计算打孔方式及打孔顺序满足以下两个条件：

1 、路径最短。排钻移动路径最少。

2 、多换钻头。尽量在一个位置下多个钻打孔。

思路：

由问题一路径最短可参考TSP问题，标准算法是递归遍历，但是若孔位较多时间复杂度（n!）就会暴增。当前场景孔位已经固定，策略具备无后效性。同时考虑到问题二多钻头的情况。所以采用适配排钻布局的贪心算法来寻求最优解。最终将步骤描述如下：

a. 孔位用数字编号来表示：0,1,2...,N，孔位尺寸为H [ i ]。

b. 任何两个孔位的距离记录在数组 D0 [ i , j ] 中。

c. 按照最短路径排序重新入栈。将排钻包排列为数组。

孔位和排钻重新排列

c. 将访问过的孔位记录再 S[ i ] 中。0代表未访问，1代表已访问。指定 S[0] = 1。

d. 将在水平/垂直方向符合要求（32倍数，小于排钻包尺寸）的点位、距离及尺寸放入数组D1/D2。

e. 从 S [ 0 ]  开始，寻找排钻匹配策略，然后分别在D1、D2上迈步寻找符合多钻同打的策略。

      e.1 多钻同打需要符合排钻包的尺寸排列。

      e.2 同时打孔要求深度相同。

      e.3 当匹配到最近同钻打孔后，重复e推进策略。

g. 采取上述所有策略中包含点位最多的策略，将策略中所有钻孔置1。排完第 t 个钻孔后，寻求局部最近坐标 t+1 ，继续匹配 e 步骤 。

排钻走位示意图