Topological data scripting

Other languages:

Mesh Scripting

Mesh to Part

Topic
Tutorial
Programming
Level
Intermediate
Time to complete

Authors

FreeCAD version

Example files

See also
None

This page describes several methods for creating and modifying Part shapes from python. Before reading this page, if you are new to python, it is a good idea to read about python scripting and how python scripting works in FreeCAD.

Introduktion

Här kommer vi att förklara hur du kontrollerar Del Modulen direkt från FreeCADs python tolk, eller från ett externt skript. Titta igenom Skript avsnittet och FreeCAD Skript grunder sidorna om du behöver mer information om hur python skript fungerar i FreeCAD.

För att kunna använda Delmodulens funktioner så måste du ladda Del modulen i tolken:

import Part

Klass Diagram

Detta är en UML översikt över de viktigaste klasserna i Del modulen:

Geometri

De geomtriska objekten är byggblocken för alla topologiska objekt:

GEOM Basklass för geometriska objekt

LINE En rak linje i 3D, definierad av en start- och en slutpunkt

CIRCLE Cirkel eller cirkelsegment som definieras av en centrumpunkt, start- och en slutpunkt

...... Och snart lite mer

Topologi

Följande topologiska datatyper finns tillgängliga:

COMPOUND En grupp av valfri typ av topologiska objekt.
COMPSOLID En kompositsolid är ett set av solider ihopkopplade genom dess ytor. Det expanderar begreppen WIRE och SHELL till solider.
SOLID En rymd som är begränsad av skal. Den är tredimensionell.
SHELL Ett set av ytor ihopkopplade genom dess kanter. Ett skal kan vara öppet eller slutet.
FACE I 2D så är det en del av ett plan; i 3D är det en del av en yta. Dess geometri är begränsad (trimmad) av konturer. Den är tvådimensionell.
WIRE Ett set av kanter som är ihopkopplade genom dess hörn. Det kan vara en öppen eller sluten kontur beroende på om kanterna är ihoplänkade eller inte.
EDGE Ett topologiskt element som motsvarar en begränsad kurva. En kant är vanligtvis begränsad av hörn. Det har en dimension.
VERTEX Ett topologiskt element som motsvarar en punkt. Dess dimension är noll.
SHAPE En allmän term som täcker allt ovan.

Exempel

Skapa simpel topologi

Vi ska nu skapa en topologi genom att konstruera den utifrån enklare geometri. Som ett studiefall så använder vi en del som syns i bilden vilken består av fyra hörn, två cirklar och två linjer.

Skapa Geometri

Först så måste vi skapa de distinkt geometriska delarna av denna tråd. Och vi måste ta hänsyn till att hörnen på de geometriska delarna är på samma position. Annars kanske vi inte kan koppla ihop de geometriska delarna till en topologi!

Så vi skapar punkterna först:

from FreeCAD import Base
V1 = Base.Vector(0,10,0)
V2 = Base.Vector(30,10,0)
V3 = Base.Vector(30,-10,0)
V4 = Base.Vector(0,-10,0)

Cirkelbåge

För att skapa en cirkelbåge så skapar vi en hjälppunkt och skapar cirkelbågen genom tre punkter:

VC1 = Base.Vector(-10,0,0)
C1 = Part.Arc(V1,VC1,V4)
# and the second one
VC2 = Base.Vector(40,0,0)
C2 = Part.Arc(V2,VC2,V3)

Linje

Linjen kan skapas mycket lätt ur punkterna:

L1 = Part.LineSegment(V1,V2)
# and the second one
L2 = Part.LineSegment(V3,V4)

Note: in FreeCAD 0.16 Part.Line was used, for FreeCAD 0.17 Part.LineSegment has to be used

Sätta ihop allt

Det sista steget är att sätta ihop den geometriska grundelementen och baka en topologisk form:

S1 = Part.Shape([C1,L1,C2,L2])

Skapa ett prisma

Extrudera nu tråden i en riktning och skapa en äkta 3D form:

W = Part.Wire(S1.Edges)
P = W.extrude(Base.Vector(0,0,10))

Show it all

Part.show(P)

Skapa grundtyper

Kort beskrivning

Du kan lätt skapa enkla topologiska objekt med "make...()" metoden från Del Modulen:

b = Part.makeBox(100,100,100)
Part.show(b)

Några andra make...() metoder fom finns:

makeBox(l,w,h,[p,d]) -- Skapa en låda placerad i p och pekar i riktningen d med dimensionerna (l,w,h). Som standard är p Vektor(0,0,0) och d är Vektor(0,0,1)
makeCircle(radius,[p,d,angle1,angle2]) -- Skapa en cirkel med en given radie. Som standard är p Vektor(0,0,0), d är Vektor(0,0,1) angle1=0 och angle2=360
makeCompound(list) -- Skapar en compound från en lista med former (shapes)
makeCone(radius1,radius2,height,[p,d,angle]) -- Skapa en kon med given radie och höjd. Som standard är p Vektor(0,0,0), d är Vektor(0,0,1) och angle=360
makeCylinder(radius,height,[p,d,angle]) -- Skapa en cylinder med given radie och höjd. Som standard är p Vektor(0,0,0), d är Vektor(0,0,1) och angle=360
makeLine((x1,y1,z1),(x2,y2,z2)) -- Skapa en linje mellan två punkter
makePlane(length,width,[p,d]) -- Skapa ett plan med längd och bredd. med given radie och höjd. Som standard är p Vektor(0,0,0), och d är Vektor(0,0,1)
makePolygon(list) -- Skapa en polygon från en lista med punkter
makeSphere(radius,[p,d,angle1,angle2,angle3]) -- Skapa en sfär med given radie. Som standard är p Vektor(0,0,0), d Vektor(0,0,1), angle1=0, angle2=90 och angle3=360
makeTorus(radius1,radius2,[p,d,angle1,angle2,angle3]) -- Skapa en torus med given radie. Som standard är p Vektor(0,0,0), d Vektor(0,0,1), angle1=0, angle2=360 och angle3=360

See the Part API page for a complete list of available methods of the Part module.

Detaljerade förklaringar

Importera först följande:

import Part
from FreeCAD import Base

Creating a Vector

Vectors are one of the most important pieces of information when building shapes. They usually contain three numbers (but not necessarily always): the x, y and z cartesian coordinates. You create a vector like this:

myVector = Base.Vector(3,2,0)

We just created a vector at coordinates x=3, y=2, z=0. In the Part module, vectors are used everywhere. Part shapes also use another kind of point representation called Vertex which is simply a container for a vector. You access the vector of a vertex like this:

myVertex = myShape.Vertexes[0]
print myVertex.Point
> Vector (3, 2, 0)

Hur skapar man en kant?

En kant är inget annat än en linje med två hörn:

edge = Part.makeLine((0,0,0), (10,0,0))
edge.Vertexes
> [<Vertex object at 01877430>, <Vertex object at 014888E0>]

Notera: Du kan inte skapa en kant som passerar två hörn.

vec1 = Base.Vector(0,0,0)
vec2 = Base.Vector(10,0,0)
line = Part.LineSegment(vec1,vec2)
edge = line.toShape()

Du kan hitta en kants längd och centrum så här:

edge.Length
> 10.0
edge.CenterOfMass
> Vector (5, 0, 0)

Putting the shape on screen

So far we created an edge object, but it doesn't appear anywhere on the screen. This is because the FreeCAD 3D scene only displays what you tell it to display. To do that, we use this simple method:

Part.show(edge)

The show function creates an object in our FreeCAD document and assigns our "edge" shape to it. Use this whenever it is time to display your creation on screen.

Hur skapar man en tråd?

en tråd kan skapas från en lista med kanter eller en lista med trådar:

edge1 = Part.makeLine((0,0,0), (10,0,0))
edge2 = Part.makeLine((10,0,0), (10,10,0))
wire1 = Part.Wire([edge1,edge2]) 
edge3 = Part.makeLine((10,10,0), (0,10,0))
edge4 = Part.makeLine((0,10,0), (0,0,0))
wire2 = Part.Wire([edge3,edge4])
wire3 = Part.Wire([wire1,wire2])
wire3.Edges
> [<Edge object at 016695F8>, <Edge object at 0197AED8>, <Edge object at 01828B20>, <Edge object at 0190A788>]
Part.show(wire3)

Part.show(wire3) kommer att visa fyra linjer som bildar en kvadrat:

wire3.Length
> 40.0
wire3.CenterOfMass
> Vector (5, 5, 0)
wire3.isClosed()
> True
wire2.isClosed()
> False

Hur skapar man en yta?

Endast ytor som skapats av stängda trådar är giltiga.

I detta exempel, så är wire3 en stängd tråd men wire2 är inte det (se ovan)

face = Part.Face(wire3)
face.Area
> 99.999999999999972
face.CenterOfMass
> Vector (5, 5, 0)
face.Length
> 40.0
face.isValid()
> True
sface = Part.Face(wire2)
face.isValid()
> False

Endast ytor har en area, inte trådar eller kanter.

Hur skapar man en cirkel?

circle = Part.makeCircle(radius,[center,dir_normal,angle1,angle2]) -- Skapa en cirkel med en given radie

Som standard är, center=Vektor(0,0,0), dir_normal=Vektor(0,0,1), angle1=0 och angle2=360.

En cirkel kan skapas så här:

circle = Part.makeCircle(10)
circle.Curve
> Circle (Radius : 10, Position : (0, 0, 0), Direction : (0, 0, 1))

Om du vill skapa den vid en viss position och med en viss riktning

ccircle = Part.makeCircle(10, Base.Vector(10,0,0), Base.Vector(1,0,0))
ccircle.Curve
> Circle (Radius : 10, Position : (10, 0, 0), Direction : (1, 0, 0))

cirkeln kommer att skapas med en distans 10 från nollpunkten i x och kommer att vara vänd mot x axeln.

Notera: makeCircle accepterar endast Base.Vector() men inte tupler.

Du kan också skapa en cirkelbåge genom att ge start- och slutvinkel:

from math import pi
arc1 = Part.makeCircle(10, Base.Vector(0,0,0), Base.Vector(0,0,1), 0, 180)
arc2 = Part.makeCircle(10, Base.Vector(0,0,0), Base.Vector(0,0,1), 180, 360)

Både arc1 och arc2 kommer tillsammans skapa en cirkel.

Vinklar ska anges i grader, om du har radianer, konvertera det genom att använda formeln:

Grader = radianer * 180/PI

eller genom att använda python's math modul (efter att du importerat math, förstås):

grader = math.degrees(radianer)

degrees = math.degrees(radians)

Hur skapar man en cirkelbåge längs punkter?

Olyckligtvis så finns det ingen makeArc funktion men vi har Part.Arc funktionen för att skapa en cirkelbåge längs tre punkter.

Det kan antas vara en cirkelbåge som förenar start- och slutpunkt genom mittenpunkten.

Part.Arc skapar ett arc objekt på vilken .toShape() måste kallas för att få kant objektet,

vilket i allmänhet skapas av makeLine eller makeCircle

arc = Part.Arc(Base.Vector(0,0,0),Base.Vector(0,5,0),Base.Vector(5,5,0))
arc
> <Arc object>
arc_edge = arc.toShape()

Notera: Arc accepterar endast Base.Vector() för punkter men inte tupler.

arc_edge är vad vi vill ha, vilken vi kan visa med Part.show(arc_edge).

Om du vill ha en liten del av en cirkel som en cirkelbåge, så är det också möjligt:

from math import pi
circle = Part.Circle(Base.Vector(0,0,0),Base.Vector(0,0,1),10)
arc = Part.Arc(circle,0,pi)

Arcs are valid edges like lines, so they can be used in wires also.

Hur skapar man en polygon eller linje längs punkter?

En linje längs multipla punkter är inget annat än att skapa en tråd med multipla kanter.

makePolygon funktionen tar en lista med punkter och skapar en tråd längs dessa punkter:

lshape_wire = Part.makePolygon([Base.Vector(0,5,0),Base.Vector(0,0,0),Base.Vector(5,0,0)])

Creating a Bézier curve

Bézier curves are used to model smooth curves using a series of poles (points) and optional weights. The function below makes a Part.BezierCurve from a series of FreeCAD.Vector points. (Note: when "getting" and "setting" a single pole or weight, indices start at 1, not 0.)

def makeBCurveEdge(Points):
   geomCurve = Part.BezierCurve()
   geomCurve.setPoles(Points)
   edge = Part.Edge(geomCurve)
   return(edge)

Hur skapar man ett plan?

Ett plan är en platt yta, alltså en yta i 2D

makePlane(length,width,[start_pnt,dir_normal]) -- Skapa ett plan

Som standard start_pnt=Vector(0,0,0) och dir_normal=Vector(0,0,1).

dir_normal=Vector(0,0,1) kommer att skapa ett plan vinkelrätt mot z axeln.

dir_normal=Vector(1,0,0) kommer att skapa ett plan vinkelrätt mot x axeln:

plane = Part.makePlane(2,2)
plane
><Face object at 028AF990>
plane = Part.makePlane(2, 2, Base.Vector(3,0,0), Base.Vector(0,1,0))
plane.BoundBox
> BoundBox (3, 0, 0, 5, 0, 2)

BoundBox är en kub som omsluter planet med en diagonal som startar vid (3,0,0) och slutar vid (5,0,2).

Här ar BoundBox tjockleken i y axeln noll.

Notera: makePlane accepterar endast Base.Vector() för start_pnt och dir_normal men inte tupler

Hur skapar man en ellips?

För att skapa en ellips så finns det flera sätt:

Part.Ellipse()

Skapar en ellips med majorradie 2 och minorradie 1 med

centrum i (0,0,0)

Part.Ellipse(Ellipse)

skapa en kopia på den givna ellipsen

Part.Ellipse(S1,S2,Center)

Skapar en ellips centrerad på punkten Center, där ellipsens plan är definierad av Center, S1 och S2, dess majoraxel är definierad av Center och S1, dess majorradie är avståndet mellan Center och S1, och dess minorradie är avståndet mellan S2 och majoraxeln.

Part.Ellipse(Center,MajorRadius,MinorRadius)

Skapar en ellips med major och minor radierna MajorRadius och MinorRadius, och är placerad i det plan som definieras av Center och normalen (0,0,1)

eli = Part.Ellipse(Base.Vector(10,0,0),Base.Vector(0,5,0),Base.Vector(0,0,0))
Part.show(eli.toShape())

I koden ovan så har vi gett S1, S2 och centrum. I likhet med Arc, så skapar Ellipse också ett ellipsobjekt men inte kant, så vi behöver konvertera den till en kant genom att använda toShape() för att visa den

Note: Arc accepterar endast Base.Vector() för punkter men inte tupler

eli = Part.Ellipse(Base.Vector(0,0,0),10,5)
Part.show(eli.toShape())

För Ellipse konstruktören ovan så har vi gett center, MajorRadius och MinorRadius

Hur skapar man en Torus?

makeTorus(radius1,radius2,[pnt,dir,angle1,angle2,angle]) -- Skapa en torus med given radie och vinklar.

Som standard är pnt=Vector(0,0,0),dir=Vector(0,0,1),angle1=0,angle1=360 och angle=360

anse torus som en liten cirkel som sveper längs en stor cirkel:

radius1 den stora cirkelns radie, radius2 är den lilla cirkelns radie, pnt torusens centrum och dir är normalriktningen. angle1 och angle2 är vinklar i radianer för den lilla cirkeln, för att skapa en cirkelbåge den sista parametervinkeln är för att sektionera torusen:

torus = Part.makeTorus(10, 2)

Ovanstående kod kommer att skapa en torus med diametern 20(radie 10) och tjocklek 4(lilla cirkelradien 2)

tor=Part.makeTorus(10, 5, Base.Vector(0,0,0), Base.Vector(0,0,1), 0, 180)

Ovanstående kod kommer att skapa en bit av en torus

tor=Part.makeTorus(10, 5, Base.Vector(0,0,0), Base.Vector(0,0,1), 0, 360, 180)

Ovanstående kod kommer att skapa en semi torus, endast den sista parametern är ändrad d.v.s. vinkeln och de kvarvarande vinklarna är standardvärden.

Genom att ge vinkeln 180 så kommer en halvtorus att skapas

Hur skapar man en låda eller en kub?

makeBox(length,width,height,[pnt,dir]) -- Skapar en låda placerad i pnt med dimensionerna (längd,bredd,höjd)

Som standard är pnt=Vektor(0,0,0) och dir=Vektor(0,0,1)

box = Part.makeBox(10,10,10)
len(box.Vertexes)
> 8

Hur skapar man en sfär?

makeSphere(radius,[pnt, dir, angle1,angle2,angle3]) -- Skapa en sför med given radie.

Som standard är pnt=Vektor(0,0,0), dir=Vektor(0,0,1), angle1=-90, angle2=90 och angle3=360.

angle1 och angle2 är sfärens vertikala minimum och maximum ,

angle3 sfärdiametern

sphere = Part.makeSphere(10)
hemisphere = Part.makeSphere(10,Base.Vector(0,0,0),Base.Vector(0,0,1),-90,90,180)

Hur skapar men en Cylinder?

makeCylinder(radius,height,[pnt,dir,angle]) -- skapa en cylinder med given radie och höjd

Som standard är pnt=Vektor(0,0,0),dir=Vektor(0,0,1) och angle=360

cylinder = Part.makeCylinder(5,20)
partCylinder = Part.makeCylinder(5,20,Base.Vector(20,0,0),Base.Vector(0,0,1),180)

Hur skapar man en Kon?

makeCone(radius1,radius2,height,[pnt,dir,angle]) -- skapa en kon med given radie och höjd

Som standard är pnt=Vector(0,0,0), dir=Vector(0,0,1) och angle=360

cone = Part.makeCone(10,0,20)
semicone = Part.makeCone(10,0,20,Base.Vector(20,0,0),Base.Vector(0,0,1),180)

Modifying shapes

There are several ways to modify shapes. Some are simple transformation operations such as moving or rotating shapes, others are more complex, such as unioning and subtracting one shape from another.

Transform operations

Translating a shape

Translating is the act of moving a shape from one place to another. Any shape (edge, face, cube, etc...) can be translated the same way:

myShape = Part.makeBox(2,2,2)
myShape.translate(Base.Vector(2,0,0))

This will move our shape "myShape" 2 units in the x direction.

Rotating a shape

To rotate a shape, you need to specify the rotation center, the axis, and the rotation angle:

myShape.rotate(Vector(0,0,0),Vector(0,0,1),180)

The above code will rotate the shape 180 degrees around the Z Axis.

Generic transformations with matrixes

A matrix is a very convenient way to store transformations in the 3D world. In a single matrix, you can set translation, rotation and scaling values to be applied to an object. For example:

myMat = Base.Matrix()
myMat.move(Base.Vector(2,0,0))
myMat.rotateZ(math.pi/2)

Note: FreeCAD matrixes work in radians. Also, almost all matrix operations that take a vector can also take three numbers, so these two lines do the same thing:

myMat.move(2,0,0)
myMat.move(Base.Vector(2,0,0))

Once our matrix is set, we can apply it to our shape. FreeCAD provides two methods for doing that: transformShape() and transformGeometry(). The difference is that with the first one, you are sure that no deformations will occur (see "scaling a shape" below). We can apply our transformation like this:

myShape.transformShape(myMat)

or

myShape.transformGeometry(myMat)

Scaling a shape

Scaling a shape is a more dangerous operation because, unlike translation or rotation, scaling non-uniformly (with different values for x, y and z) can modify the structure of the shape. For example, scaling a circle with a higher value horizontally than vertically will transform it into an ellipse, which behaves mathematically very differently. For scaling, we can't use the transformShape, we must use transformGeometry():

myMat = Base.Matrix()
myMat.scale(2,1,1)
myShape=myShape.transformGeometry(myMat)

Booleska Operationer

Hur klipper man ut en form från en annan?

cut(...)

Skillnaden mellan denna och en given topografisk form.

cylinder = Part.makeCylinder(3,10,Base.Vector(0,0,0),Base.Vector(1,0,0))
sphere = Part.makeSphere(5,Base.Vector(5,0,0))
diff = cylinder.cut(sphere)

Hur får man det gemensamma mellan två former?

common(...)

Skärning mellan denna och en given topografisk form.

cylinder1 = Part.makeCylinder(3,10,Base.Vector(0,0,0),Base.Vector(1,0,0))
cylinder2 = Part.makeCylinder(3,10,Base.Vector(5,0,-5),Base.Vector(0,0,1))
common = cylinder1.common(cylinder2)

Hur förenar man två former?

fuse(...)

Förening av denna och en given topografisk form.

cylinder1 = Part.makeCylinder(3,10,Base.Vector(0,0,0),Base.Vector(1,0,0))
cylinder2 = Part.makeCylinder(3,10,Base.Vector(5,0,-5),Base.Vector(0,0,1))
fuse = cylinder1.fuse(cylinder2)

Hur man sektionerar en solid med given form?

section(...)

Sektionering av denna med en given topografisk form.

Kommer att returnera en skärningskurva, en compound med kanter

cylinder1 = Part.makeCylinder(3,10,Base.Vector(0,0,0),Base.Vector(1,0,0))
cylinder2 = Part.makeCylinder(3,10,Base.Vector(5,0,-5),Base.Vector(0,0,1))
section = cylinder1.section(cylinder2)
section.Wires
> []
section.Edges
> [<Edge object at 0D87CFE8>, <Edge object at 019564F8>, <Edge object at 0D998458>, 
 <Edge  object at 0D86DE18>, <Edge object at 0D9B8E80>, <Edge object at 012A3640>, 
 <Edge object at 0D8F4BB0>]

Extrusion

Extrusion is the act of "pushing" a flat shape in a certain direction, resulting in a solid body. Think of a circle becoming a tube by "pushing it out":

circle = Part.makeCircle(10)
tube = circle.extrude(Base.Vector(0,0,2))

If your circle is hollow, you will obtain a hollow tube. If your circle is actually a disc with a filled face, you will obtain a solid cylinder:

wire = Part.Wire(circle)
disc = Part.Face(wire)
cylinder = disc.extrude(Base.Vector(0,0,2))

Utforska former

du kan lätt utforska den topologiska datastrukturen:

import Part
b = Part.makeBox(100,100,100)
b.Wires
w = b.Wires[0]
w
w.Wires
w.Vertexes
Part.show(w)
w.Edges
e = w.Edges[0]
e.Vertexes
v = e.Vertexes[0]
v.Point

Genom att skriva in ovanstående rader i python tolken, kommer du att få en god förståelse av Del objektens struktur . Här skapade vårt makeBox() kommando en solid form. Denna solid, liksom alla Del solider, innehåller ytor. Ytor innehåller alltid trådar, vilka är listor på kanter som gränsar till ytan. Varje yta har exakt en stängd tråd. I tråden, så kan vi titta på varje kant separat, och inuti varje kant, så kan vi se hörnen. Raka kanter har förstås endast två hörn. Del Hörn är OCC former, men de har ett punktattribut vilket returnerar en snygg FreeCAD Vektor.

Utforska Kanter

I fallet Kanter, vilken är en godtycklig kurva, så är det mycket troligt att du vill göra en diskretisering. I FreeCAD så är kanterna parametriserade av dess längder. Det innebär att du kan gå en kant/kurva genom dess längd:

import Part
box = Part.makeBox(100,100,100)
anEdge = box.Edges[0]
print anEdge.Length

Nu kan du komma åt många av kantens egenskaper genom att använda längden som en position. Det betyder att om

kanten är 100mm lång så är startpositionen 0 och slutpositionen 100.

anEdge.tangentAt(0.0)      # tangent direction at the beginning
anEdge.valueAt(0.0)        # Point at the beginning
anEdge.valueAt(100.0)      # Point at the end of the edge
anEdge.derivative1At(50.0) # first derivative of the curve in the middle
anEdge.derivative2At(50.0) # second derivative of the curve in the middle
anEdge.derivative3At(50.0) # third derivative of the curve in the middle
anEdge.centerOfCurvatureAt(50) # center of the curvature for that position
anEdge.curvatureAt(50.0)   # the curvature
anEdge.normalAt(50)        # normal vector at that position (if defined)

Använda valet

Här ser vi nu hur vi kan använda det val som användaren gjorde i visaren.

Först av allt så skapar vi en låda och visar den i visaren

import Part
Part.show(Part.makeBox(100,100,100))
Gui.SendMsgToActiveView("ViewFit")

Välj nu några ytor eller kanter. Med detta skript kan du

iterera alla valda objekt och deras delelement:

for o in Gui.Selection.getSelectionEx():
	print o.ObjectName
	for s in o.SubElementNames:
		print "name: ",s
	for s in o.SubObjects:
		print "object: ",s

Välj några kanter och detta skript kommer att beräkna längden:

length = 0.0
for o in Gui.Selection.getSelectionEx():
	for s in o.SubObjects:
		length += s.Length
print "Length of the selected edges:" ,length

OCC flaskan

Ett typiskt exempel som finns på OpenCasCade Startsida är hur man bygger en flaska.

Detta är en god övning även för FreeCAD. Du kan faktiskt följa vårt exempel nedan och OCC sidan samtidigt , du kommer att få en god förståelse om hur OCC strukturer är implementerade i FreeCAD.

Hela skriptet nedan är även inkluderat i FreeCAD installationen (i Mod/Part mappen) och kan anropas från python tolken genom att skriva:

import Part
import MakeBottle
bottle = MakeBottle.makeBottle()
Part.show(bottle)

Det kompletta skriptet

Här är det kompletta MakeBottle skriptet:

import Part, FreeCAD, math
from FreeCAD import Base

def makeBottle(myWidth=50.0, myHeight=70.0, myThickness=30.0):
   aPnt1=Base.Vector(-myWidth/2.,0,0)
   aPnt2=Base.Vector(-myWidth/2.,-myThickness/4.,0)
   aPnt3=Base.Vector(0,-myThickness/2.,0)
   aPnt4=Base.Vector(myWidth/2.,-myThickness/4.,0)
   aPnt5=Base.Vector(myWidth/2.,0,0)
   
   aArcOfCircle = Part.Arc(aPnt2,aPnt3,aPnt4)
   aSegment1=Part.LineSegment(aPnt1,aPnt2)
   aSegment2=Part.LineSegment(aPnt4,aPnt5)
   aEdge1=aSegment1.toShape()
   aEdge2=aArcOfCircle.toShape()
   aEdge3=aSegment2.toShape()
   aWire=Part.Wire([aEdge1,aEdge2,aEdge3])
   
   aTrsf=Base.Matrix()
   aTrsf.rotateZ(math.pi) # rotate around the z-axis
   
   aMirroredWire=aWire.transformGeometry(aTrsf)
   myWireProfile=Part.Wire([aWire,aMirroredWire])
   myFaceProfile=Part.Face(myWireProfile)
   aPrismVec=Base.Vector(0,0,myHeight)
   myBody=myFaceProfile.extrude(aPrismVec)
   myBody=myBody.makeFillet(myThickness/12.0,myBody.Edges)
   neckLocation=Base.Vector(0,0,myHeight)
   neckNormal=Base.Vector(0,0,1)
   myNeckRadius = myThickness / 4.
   myNeckHeight = myHeight / 10
   myNeck = Part.makeCylinder(myNeckRadius,myNeckHeight,neckLocation,neckNormal)	
   myBody = myBody.fuse(myNeck)
   
   faceToRemove = 0
   zMax = -1.0
   
   for xp in myBody.Faces:
       try:
           surf = xp.Surface
           if type(surf) == Part.Plane:
               z = surf.Position.z
               if z > zMax:
                   zMax = z
                   faceToRemove = xp
       except:
           continue
   
   myBody = myBody.makeFillet(myThickness/12.0,myBody.Edges)
   
   return myBody

el = makeBottle()
Part.show(el)

Detaljerad förklaring

import Part, FreeCAD, math
from FreeCAD import Base

Vi kommer förstås behöva Del modulen, men också FreeCAD.Base modulen, vilken innehåller grundläggande FreeCAD strukturer som vektorer och matriser.

def makeBottle(myWidth=50.0, myHeight=70.0, myThickness=30.0):
   aPnt1=Base.Vector(-myWidth/2.,0,0)
   aPnt2=Base.Vector(-myWidth/2.,-myThickness/4.,0)
   aPnt3=Base.Vector(0,-myThickness/2.,0)
   aPnt4=Base.Vector(myWidth/2.,-myThickness/4.,0)
   aPnt5=Base.Vector(myWidth/2.,0,0)

Här definierar vi vår makeBottle funktion. Denna funktion kan anropas utan argument, som vi gjorde ovan, i vilket fall standardvärden för bredd, höjd, och tjocklek kommer att användas. Sedan så definierar vi ett par punkter som kommer att användas för att bygga vår grundprofil.

aArcOfCircle = Part.Arc(aPnt2,aPnt3,aPnt4)
   aSegment1=Part.LineSegment(aPnt1,aPnt2)
   aSegment2=Part.LineSegment(aPnt4,aPnt5)

Här definierar vi själva geometrin: en cirkelbåge, gjord av 3 punkter, och två linjesegment, gjorda av 2 punkter.

aEdge1=aSegment1.toShape()
   aEdge2=aArcOfCircle.toShape()
   aEdge3=aSegment2.toShape()
   aWire=Part.Wire([aEdge1,aEdge2,aEdge3])

Kommer du ihåg skillnaden mellan geometri och former? Här bygger vi former utifrån vår konstruktionsgeometri. 3 kanter (kanter kan vara raka eller krökta), sedan en tråd av dessa tre kanter.

aTrsf=Base.Matrix()
   aTrsf.rotateZ(math.pi) # rotate around the z-axis
   aMirroredWire=aWire.transformGeometry(aTrsf)
   myWireProfile=Part.Wire([aWire,aMirroredWire])

Tills nu så har vi bara byggt en halv profil. Lättare än att bygga hela profilen på samma sätt, så behöver vi bara spegla det vi har gjort, och limma ihop båda halvorna. Så vi skapar först en matris. En matris är ett mycket vanligt sätt att tillämpa omvandlingar på objekt i 3D världen, eftersom den i en struktur kan innehålla alla grundläggande omvandlingar som 3D objekt kan påtvingas (flytta, rotera och skala). Här, efter att vi skapat matrisen, så speglar vi den, och vi skapar en kopia av vår tråd med tillämpning av vår omvandlingsmatris. Vi har nu två trådar, och vi kan göra en tredje tråd från dem, eftersom trådar egentligen är listor med kanter.

myFaceProfile=Part.Face(myWireProfile)
   aPrismVec=Base.Vector(0,0,myHeight)
   myBody=myFaceProfile.extrude(aPrismVec)
   myBody=myBody.makeFillet(myThickness/12.0,myBody.Edges)

Nu när vi har en stängd tråd, så kan den omvandlas till en yta. När vi väl har en yta, så kan vi extrudera den. Genom att göra så, så skapar vi en solid. Sedan tillämpar vi en snygg liten fasning på vårt objekt för vi vill ha en bra design, eller hur?

neckLocation=Base.Vector(0,0,myHeight)
   neckNormal=Base.Vector(0,0,1)
   myNeckRadius = myThickness / 4.
   myNeckHeight = myHeight / 10
   myNeck = Part.makeCylinder(myNeckRadius,myNeckHeight,neckLocation,neckNormal)

När vår flaskas kropp är skapad, så behöver vi fortfarande skapa en hals. Så vi gör en ny solid, med en cylinder.

myBody = myBody.fuse(myNeck)

Ihopsmältningsoperationen, vilket i andra applikationer ibland kallas för förening, är mycket kraftfull. Den kommer att limma ihop det som behövs, och ta bort de delar som inte behövs.

return myBody

Sedan så får vi tillbaka vår Del solid som ett resultat av vår funktion. Denna Del solid, liksom andra Del former, kan tillskrivas ett objekt i ett FreeCAD dokument, med:

el = makeBottle()
Part.show(el)

eller, mer enkelt:

Box pierced

Here is a complete example of building a pierced box.

The construction is done one side at a time; when the cube is finished, it is hollowed out by cutting a cylinder through it.

import Draft, Part, FreeCAD, math, PartGui, FreeCADGui, PyQt4
from math import sqrt, pi, sin, cos, asin
from FreeCAD import Base

size = 10
poly = Part.makePolygon( [ (0,0,0), (size, 0, 0), (size, 0, size), (0, 0, size), (0, 0, 0)])

face1 = Part.Face(poly)
face2 = Part.Face(poly)
face3 = Part.Face(poly)
face4 = Part.Face(poly)
face5 = Part.Face(poly)
face6 = Part.Face(poly)
     
myMat = FreeCAD.Matrix()
myMat.rotateZ(math.pi/2)
face2.transformShape(myMat)
face2.translate(FreeCAD.Vector(size, 0, 0))

myMat.rotateZ(math.pi/2)
face3.transformShape(myMat)
face3.translate(FreeCAD.Vector(size, size, 0))

myMat.rotateZ(math.pi/2)
face4.transformShape(myMat)
face4.translate(FreeCAD.Vector(0, size, 0))

myMat = FreeCAD.Matrix()
myMat.rotateX(-math.pi/2)
face5.transformShape(myMat)

face6.transformShape(myMat)               
face6.translate(FreeCAD.Vector(0,0,size))

myShell = Part.makeShell([face1,face2,face3,face4,face5,face6])   

mySolid = Part.makeSolid(myShell)
mySolidRev = mySolid.copy()
mySolidRev.reverse()

myCyl = Part.makeCylinder(2,20)
myCyl.translate(FreeCAD.Vector(size/2, size/2, 0))

cut_part = mySolidRev.cut(myCyl)

Part.show(cut_part)

Ladda och spara

Det finns flera sätt att spara ditt arbetet i Del modulen. Du kan förstås spara ditt FreeCAD dokument, men du kan också spara Del objekt direkt till vanliga CAD format, som BREP, IGS, STEP och STL.

Att spara en form till en fil är lätt. det finns exportBrep(), exportIges(), exportStl() och exportStep() metoder tillgängliga för alla form objekt. Så genom att göra:

import Part
s = Part.makeBox(0,0,0,10,10,10)
s.exportStep("test.stp")

detta kommer att spara vår låda i en STEP fil. För att ladda en BREP, IGES eller STEP fil, gör bara motsatsen:

import Part
s = Part.Shape()
s.read("test.stp")

To convert an .stp file to an .igs file:

import Part
 s = Part.Shape()
 s.read("file.stp")       # incoming file igs, stp, stl, brep
 s.exportIges("file.igs") # outbound file igs

Notera att import eller öppning av BREP, IGES eller STEP filer även kan göras direkt via Fil -> Öppna eller Fil -> Importera menyn. För närvarande är export fortfarande inte möjligt den vägen, men ska vara det snart.

Mesh Scripting/sv

Mesh to Part/sv

Index