Модуль Part

From FreeCAD Documentation
Revision as of 08:43, 6 May 2020 by Baritone (talk | contribs)
Part workbench icon

Введение

Возможности твердотельного моделирования FreeCAD базируются на ядре Open Cascade Technology (OCCT), системе САПР профессионального качества с возможностями продвинутого создания и манипулирования трёхмерными объектами. Верстак Part это слой, базирующийся на библиотеках OCCT, дающие пользователям доступ к примитивам и функциям OCCT. Практически все функции двумерного и трёхмерного черчения в каждом верстаке ( Draft, Sketcher, PartDesign и т.д.) базируются на этих функциях, предоставляемых верстаком Part. Следовательно, верстак Part считается центральным компонентом возможностей моделирования FreeCAD.

Объекты, создаваемые верстаком Part относительно просты, они предназначены для использования в булевых операциях (объединения и вырезания) для построения более сложных фигур. Эта парадигма моделирования известна как процесс конструктивной блочной геометрии (CSG, КБГ), и это традиционная методология, используемая в ранних системах САПР. С другой стороны, верстак PartDesign предлагает более современный процесс создания фигур: он использует параметрически заданные эскизы, которые выдавливаются для формирования базовых твёрдых тел, которые потом модифицируются параметрическими трансформациями (редактирования свойств) до получения конечного объекта.

Объекты Part сложнее, чем сеточные объекты, создаваемые в верстаке Mesh, поскольку они дают более сложные операции вроде когерентных булевых операций, историю модификации и параметрическое поведение.

Верстак Part Workbench это базовый слой, предоставляющий чертёжные функции OCCT всем верстакам FreeCAD

Инструменты

Инструменты модуля деталей расположены в меню Деталь.

Примитивы

Эти инструменты создают примитивные объекты.

  • Куб: Рисует прямоугольный параллелепипед с указанными размерами
  • Цилиндр: Рисует цилиндр с указанными размерами
  • Сфера: Рисует сферу с указанными размерами
  • Конус: Рисует конус с указанными размерами
  • Тор: Рисует тор (кольцо) с указанными размерами
  • Создать примитивы: Инструмент добавления любого из определённых геометрических примитивов
  • Построитель форм: Инструмент создания более сложных форм из различных параметрических геометрических примитивов

Изменение объектов

Это инструменты для изменения существующих объектов. Они позволяют вам выбирать, какой объект вы будете изменять.

  • Выдавить: Вытягивает плоские грани объекта
  • Вращать: Создает объект вращением одного объекта вокруг оси
  • Зеркальное отражение: Отражает выбранные объекты на данной зеркальной плоскости
  • Скругление: Скругляет ребра объекта
  • Фаска: Делает фаску на гранях объектов
  • Создать линейчатую поверхность: Этот инструмент создает линейчатую поверхность между двумя линиями или краями выбранных выше.
  • Лофт: Выполняет лофтинг от одного профиля к другому
  • Сдвиг: Развёртывает один или более профилей вдоль заданной трассы
  • Offset tools:
    • Смещение: Создаёт увеличенную копию оригинального объекта
    • 2D Offset: Создает параллельный провод на определенном расстоянии от оригинала или увеличивает/сжимает плоскую грань. introduced in version 0.17
  • Толщина: Назначает толщину поверхностям формы.
  • Projection on surface: создаёт проекцию логотипа, текста или любой грани, полилинии, кромки на поверхность. С проекцией можно сделаь твёрдое тело или полилинию. introduced in version 0.19
  • Boolean: Производит булевы операции над объектами
  • Объединение: Сплавляет (объединяет) два объекта
  • Пересечение: Извлекает общую часть (пересечение) двух объектов
  • Обрезать: Обрезает (вычитает) один объект из другого

Измерение

File:Std Measure Menu.png Measure: Обеспечивает линейные и угловые измерения между точками, рёбрами и гранями.

  • Measure Linear позволяет делать линейные изменения.
  • Measure Angular позволяет делать угловые измерения.
  • Measure Refresh обновляет измерения на экране.
  • Clear All очищает все измерения.
  • Toggle All показывает или скрывает все измерения.
  • File:Part Measure Toggle 3d.svg Toggle 3D показывает или скрывает трёхмерные измерения.
  • Toggle Delta показывает или скрывает дельта-измерения.

Прочие инструменты

Настройки

Геометрические концепции OCCT

В терминологии OpenCascade геометрические примитивы и (топологические) формы различны. Геометрическим примитивом может быть точка, линия, окружность, плоскость и т.д. , или даже более сложные типы, такие как кривая B-сплайна или поверхность. Формой может быть вешина, ребро, сеть , грань, твердое тело или соединение всего этого. Геометрические примитивы не созданы специально для того чтобы отображаться на 3D сцене, они используются в качестве строительной геометрии форм. Для примера, ребро можно построить из линии или же из части окружности.

В общем, геометрические примитивы это "бесформенные" строительные блоки, а топологические формы это реальные объекты, построенные на них.

Полный список всех примитивов и форм находится в документации OCC в разделах Geom_Geometry и TopoDS_Shape. (Альтернатива: sourcearchive.com) и поиск Geom_* (для геометрических примитивов) и TopoDS_* (для форм). Также вы больше сможете узнать о различиях между ними. Обратите внимание, что к сожалению документация OCC не доступна в Интернете(вы должны скачать архив) и в основном направлена на программистов, а не на конечных пользователей. Но надеемся, что вы найдете здесь достаточно информации для начала.

Геометрические типы на самом деле можно разделить на две основные группы: кривые и поверхности. Из кривых (линия, окружность, ...) вы непосредственно можете строить ребра, из поверхностей (плоскость, цилиндр, ...) могут быть построены грани. Например, такой геометрический примитив как линия - бесконечен, т.е. он задается только вектором направления в то время, как его форма должна быть представлено чем-то ограниченым обладающим начальной и конечной точкой. Также и box -- твердое тело -- которое может быть создано из шести ограниченых плоскостей.

От ребра или грани, вы также можете вернутся к геометрическим примитивам из которых они состоят.

Таким образом, из форм вы можете построить очень сложные детали или , или наоборот, извлечь все субформы из созданой сложной формы.

Класс Part::TopoShape это видимый на экране геометрический объект. Практически все верстаки используют эти TopoShapes внутри себя для построения и показа кромок, граней и твёрдых тел.

Написание сценариев

Смотри так же: Part scripting

Основным структурой данных в модуле Part является BRep тип данных из OpenCascade. Все содержащиеся в модуле Part типы объектов и функции доступны в сценариях на Python. Это включает в себя геометрические примитивы, такие как Линия и Окружность (или Дуга), и целый ряд топологических фигур, таких как Вершины, Ребра, Полилинии, Грани, Тела и Составные объекты. Каждый из этих объектов можно создать несколькими способами, и для некоторых из них, особенно для топологических фигур, продвинутые операции, например булево сложение/вычитание/пересечение, так же доступны. Чтобы знать больше, изучите содержание модуля Part, описанное на странице Основы написания сценариев в FreeCAD .

The most basic object that can be created is a Part Feature, which has a simple ДанныеPlacement property, and basic properties to define its color and appearance.

Another simple object used in 2D geometrical objects is Part Part2DObject, which is the base of Sketcher SketchObject (Sketcher), and most Draft elements.

Test script

Test the creation of Part Primitives with a script. introduced in version 0.19

import parttests.part_test_objects as pto
pto.create_test_file("example_file")

This script is located in the installation directory of the program, and can be examined to see how the basic primitives are built.

$INSTALL_DIR/Mod/Part/parttests/part_test_objects.py

Примеры

Чтобы создать элемент - линию перейдите в консоль Python и введите:

import Part,PartGui 
doc=App.newDocument()  
l=Part.LineSegment()
l.StartPoint=(0.0,0.0,0.0)
l.EndPoint=(1.0,1.0,1.0)
doc.addObject("Part::Feature","Line").Shape=l.toShape() 
doc.recompute()

Давайте по подробней, по шагам рассмотрим пример выше:

import Part,PartGui
doc=App.newDocument()

загружает модуль деталей и создает новый документ

l=Part.LineSegment()
l.StartPoint=(0.0,0.0,0.0)
l.EndPoint=(1.0,1.0,1.0)

Линия на самом деле - отрезок, следовательно задаем начальную и конечную точку.

doc.addObject("Part::Feature","Line").Shape=l.toShape()

Это добавляет объект типа Деталь[Part] в документ и назначает форму представления отрезка в свойстве 'Shape' добавленного объекта. Важно понять, здесь мы использовали геометрический примитив (the Part.lineSegment) чтобы создать TopoShape в конце (используя toShape() метод). Только Формы могут быть добавлены в документ. В FreeCAD, геометрические примитивы используются как "строительные конструкций" для Форм.

doc.recompute()

Обновили документ. Это также должно полготовить визуальное представление нового объекта-Детали.

Заметим что Линия[Line] Segment может быть создана специфическим способом, заданием её начальной и конечной точки напрямую, пример Part.LineSegment(point1,point2) или же мы можем задать линию по умолчанию и задать её свойства позже, как мы и сделали здесь.

A Line can be created also using:

import FreeCAD
import Part
DOC = FreeCAD.newDocument()

def mycreateLine(pt1, pt2, objName):
    obj = DOC.addObject("Part::Line", objName)
    obj.X1 = pt1[0]
    obj.Y1 = pt1[2]
    obj.Z1 = pt1[2]

    obj.X2 = pt2[0]
    obj.Y2 = pt2[1]
    obj.Z2 = pt2[2]

    DOC.recompute()
    return obj

line = mycreateLine((0,0,0), (0,10,0), "LineName")


окружность может быть создана схожим образом:

import Part
doc = App.activeDocument()
c = Part.Circle() 
c.Radius=10.0  
f = doc.addObject("Part::Feature", "Circle")
f.Shape = c.toShape()
doc.recompute()

or using:

import FreeCAD
import Part
DOC = FreeCAD.newDocument()

def mycreateCircle(rad, objName):
    obj = DOC.addObject("Part::Circle", objName)
    obj.Radius = rad

    DOC.recompute()
    return obj

circle = mycreateCircle(5.0, "CircleName")


Опять же заметим, мы использовали окружность (геометрический примитив) чтобы создать из неё форму. Конечно мы можем получить доступ к нашей строительной геометрии потом, выполнив:

s = f.Shape
e = s.Edges[0]
c = e.Curve

Здесь мы извлекаем форму нашего объекта f, долее забираем выводим список ребер, в нашем случае будет только одна, потому что мы создали форму из одного оеружности, поэтому мы получим только одну запись в списке ребер, и мы выводим кривую. Каждое ребро это кривая, которая является геометрическим примитивом на котором оно основано.

Читайте главу Topological data scripting чтобы узнать больше.

Учебники