CNC自动编程在现代制造中承担着提升效率、保障加工质量和降低成本的重要作用，而优化加工路径是其中最关键的环节之一。合理的路径规划不仅能减少空刀行程、提高刀具切削时间占比，还能降低机床磨损、缩短生产周期，从而显著提升整体加工效率。要做到这一点，就需要从策略、软件功能、刀具工艺以及工序安排等方面进行全面考量与协调。
优化路径的核心思路
减少空刀的关键在于让刀具尽可能处于有效切削状态，因此路径规划应围绕减少无效移动、缩短点到点的过渡距离、提高刀路连续性展开。通过合理安排切削顺序、优化进退刀方式，以及充分利用CAM软件的路径算法，可以最大程度减少刀具在空转时的时间浪费。
合理规划加工顺序
加工顺序如果混乱，会导致刀具频繁在不同区域来回移动，从而增加大量空刀路径。优化时应遵循区域化原则，即先加工同一区域再移动到下一个区域；对于多腔、多面、多段的零件，应优先完成相邻位置再转到远处。此外，采取从上到下、由外到内的顺序规划，也能减少重复抬刀和跨区运动。
使用高效的刀路生成策略
现代CAM软件提供了多种路径策略，如等高加工、平行加工、螺旋进刀、自适应刀路等。自适应刀路（Adaptive Clearing）特别适合减少空刀，因为其刀路连续度高，可以保持恒定切削负载，减少机械抬刀次数和空移距离。而螺旋式进刀可以代替传统的斜坡式进刀，使进入切削的运动更加顺畅，提高加工稳定性。
控制安全高度与抬刀逻辑
空刀行程很多来自于不必要的抬刀和过高的安全高度。在路径优化中，应根据零件形状、夹具位置、加工平面设置合理的安全高度，避免每次移动都抬得过高。同时，通过降低 Retract（回退高度）和优化 Link（链接刀路）逻辑，使刀具在区域内移动尽量采用平面连接或倾斜连接而不是全抬刀，能明显减少空刀距离。
利用区域识别与合并路径
当零件有多个相似区域时，软件默认会将其分别生成路径，这容易造成不必要的跨区移动。优化时可以开启区域合并功能，让相邻区域共享路径，减少重复进刀与抬刀。同时，可使用刀路平滑与优化功能，让路径之间以最短距离自动衔接，提升整体刀路连续性。
选择合适的刀具与装夹方式
路径不仅依赖软件算法，还受刀具与装夹影响。选择可覆盖更多区域的长刃刀或复合刀具，可减少换刀次数及由此产生的空刀行程。合理安排装夹方式，让一次装夹能加工更多区域，避免来回重复定位，也能有效减少空刀运动。对于多面加工，使用四轴或五轴联动可以让刀具以最短路径到达目标表面，从而大幅缩短空刀。
合理利用机床动态性能
不同机床的加减速性能不同，优化路径时要考虑机床的动态限制。若路径包含大量短距离空移，机床会频繁加减速，不仅无效率，还会造成磨损。通过减少短段路径、增加连续曲线过渡，能让机床以更高速度运行，从而减少空刀耗时。同时，可启用机床的高速模式、预读功能，提高其在路径切换时的响应速度。
分析刀路模拟数据进行二次优化
许多CAM软件都支持刀路模拟和加工时间分析。通过观察模拟过程，可以清楚看到哪些地方出现多余抬刀、长距离空移、切削区域重复覆盖等问题。根据模拟结果进行二次编辑，例如调整区域顺序、修改路径类型、合并切削段，可以精准地减少空刀行程，获得更优化的刀路。
减少换刀次数与工序分散
频繁换刀不仅造成时间浪费，还会增加跨区域的空移，因此应将同类刀具尽可能集中使用。例如先完成所有需要粗加工的区域，再进行精加工，而不是粗精混排。整合工序、减少机床模式切换，都能有效压缩空刀路径，提升整体加工效率。
利用智能自动编程功能
现代智能自动编程（如AI路径优化算法）可依据零件模型自动计算最短路径、自动识别刀具干涉区域、选择最低空移路线，并通过驱动算法减少无效运动。借助这些功能，程序员可以在短时间内获得更高质量、更少空刀的刀路。而在大批量生产中，这类自动化优化能显著提升单位时间产能。
CNC自动编程中减少空刀路径，是提高加工效率最直接、最有效的方式之一。通过合理规划加工顺序、使用先进刀路策略、优化抬刀和安全高度、选择合适刀具与装夹方式、结合机床性能以及运用智能刀路优化算法，可以显著提升路径连续性，减少无效空移，从而缩短加工时间、降低成本并提高整体生产效能。良好的路径优化既体现编程经验，也体现对设备性能的理解，是提升制造竞争力的关键环节。
