随着工业的飞速发展，传统的手工操作早已被机械化机床所取代。数控切绘系统就是这样一种机电数控设备。它代替了繁琐的手工切绘工艺，改以使用数字智能化的控制机床进行精确操作。然而，目前大多数的数控切绘机仍然存在一些问题。原材料的浪费与能源的消耗是其中迫切需要改进的两个方面。本课题所研究的数控切绘机是以基于ARM7的LPC2138芯片为核心，外围辅以电机驱电路、人机交互电路、通信接口电路，从而构成其硬件部分。此外，它通过运用基于μC/OS-II实时操作的软件构架，对系统的四个任务模块实行多任务的实时监控与调配。本论文主要对图形排样优化问题和图形切绘路径问题进行了深入研究，并给出了先进的优化算法。首先，针对切绘机系统中图形加工排样问题进行了深入研究，在分析传统算法基础上，提出了一种新的基于水平轮廓线的最大匹配算法，并将其与改进的遗传算法相结合，很好的解决了图形的排样问题。可以有效的减小切绘中对原材料的浪费，节约生产成本，从而提升工业生产的效益。其次，论文在分析研究切绘系统切绘路径优化问题基础上，提出采用贪婪算法确定各切绘图形的切绘起点，并分别与蚁群算法、蚁群-遗传算法相融合，以此对切绘路径进行优化。通过这两种算法的示例对照，可以看出运用此算法能达到令人满意的结果。并且，相比之下，蚁群-遗传算法的优化效果更优，能更加高效的达到切绘路径最短的目的。最后，论文阐述了在对切绘机优化时所存在的缺陷，以及其中仍然有很多需要继续改进的地方，为今后的工作进行了铺垫与展望。