Topological data scripting/de: Difference between revisions

From FreeCAD Documentation
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<span id="Introduction"></span>
==Einführung==
==Einleitung==


Hier erklären wir Dir, wie Du das [[Part Module/de|Part Arbeitsbereich]] direkt aus dem FreeCAD Python Interpreter oder von einem externen Skript aus steuern kannst. Die Grundlagen des Topologischen Datenskripts sind unter [[Part_Module#Explaining_the_concepts/de|Part Arbeitsbereich Erläuterung des Konzepts]] beschrieben. Achte darauf, den Abschnitt [[Scripting/de]] und die Seiten [[FreeCAD Scripting Basics/de]] zu durchsuchen, wenn Du weitere Informationen darüber benötigst, wie Python Skripten in FreeCAD funktioniert. Wenn Python für dich neu ist, ist es eine gute Idee, zuerst die [[Introduction_to_Python/de|Einführung in Python]] zu lesen.
Hier wird erklärt, wie sich der Arbeitsbereich [[Part_Workbench/de|Part]] direkt aus dem FreeCAD-Python-Interpreter oder aus einem externen Skript heraus steuern lässt. Unter [[Scripting/de|Skripten]] und [[FreeCAD_Scripting_Basics/de|FreeCAD Grundlagen Skripten]] finden sich weitere Informationen über die Funktionsweise von Python-Skripten in FreeCAD. Für Python-Anfänger ist es eine gute Idee, zuerst die [[Introduction_to_Python/de|Einführung in Python]] zu lesen.


<span id="See_also"></span>
===Klassendiagramm===
===Siehe auch===


* [[Part_scripting/de|Part Skripten]]
Dies ist ein [http://de.wikipedia.org/wiki/Unified_Modeling_Language Unified Modeling Language (UML)] Überblick über die wesentlichen Klassen des Part Arbweitsbereichs:
* [[OpenCASCADE/de|OpenCASCADE]]
[[Image:Part_Classes.jpg|center|Python Klassen des Part Arbeitsbereichs]]


<span id="Class_diagram"></span>
[[#top|Anfang]]
==Klassendiagramm==


Dies ist ein Überblick über die wesentlichen Klassen des Arbeitsbereichs Part in Form eines UML-Diagramms. Siehe [http://de.wikipedia.org/wiki/Unified_Modeling_Language Unified Modeling Language] :
[[Image:Part_Classes.jpg|center|Python-Klassen des Arbeitsbereichs Part]]
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<span id="Geometry"></span>
===Geometrie===
===Geometrie===


Die geometrischen Objekte sind die Bausteine aller topologischen Objekte:
Geometrische Objekte sind die Bausteine aller topologischen Objekte:
* '''Geom''' Basisklasse der geometrischen Objekte
* '''Geom''' Basisklasse der geometrischen Objekte
* '''Line''' Eine gerade Linie im Raum, definiert durch den Start- und Endpunkt
* '''Line''' Eine gerade Linie im Raum, definiert durch den Start- und Endpunkt
* '''Circle''' Kreis oder Kreissegment definiert durch einen Mittelpunkt und einen Start- und Endpunkt
* '''Circle''' Kreis oder Kreissegment, definiert durch einen Mittelpunkt sowie Start- und Endpunkt
* Usw.
* '''......''' Und demnächst mehr davon
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<span id="Topology"></span>
[[#top|Anfang]]

===Topologie===
===Topologie===


The folgenden topologischen Datentypen stehen zur Verfügung:
Die folgenden topologischen Datentypen stehen zur Verfügung:
* '''Compound''' Eine Gruppe von beliebigen topologischen Objekten.
* '''Compound''' Eine Gruppe von beliebigen topologischen Objekten.
* '''Compsolid''' Ein zusammengesetzter Körper (solid) ist ein Set von Körpern, die durch ihre Seiten verbunden sind. Dies erweitert das Konzept von WIRE and SHELL auf Körpern (solids).
* '''Compsolid''' Ein zusammengesetzter Körper (composite solid) ist ein Satz (eine Menge) von Körpern, die über ihre Flächen verbunden sind. Dies erweitert das Konzept von WIRE and SHELL auf (Fest-)Körper (solids).
* '''Solid''' Ein Teil des Raumes, der durch eine geschlossene dreidimensionale Hülle begrenzt ist.
* '''Solid''' Ein Teil des (Konstruktion-)Raumes, der durch eine geschlossene Hülle begrenzt ist. Ein Solid (Festkörper) ist dreidimensional.
* '''Shell''' Hülle = Ein Satz von über ihre Kanten verbundenen Flächen. Eine Hülle kann offen oder geschlossen sein.
* '''Shell''' Hülle = Ein Satz (eine Menge) von über ihre Kanten verbundenen Flächen. Eine Hülle kann offen oder geschlossen sein.
* '''Face''' Im zweidimensionalen ist es ein Teil einer Ebene; im dreidimensionalen ist es ein Teil einer Oberfläche. Die Form ist durch Konturen begrenzt (getrimmt). Auch im 3D gekrümmte Flächen haben sind Inneren zweidimensional parametriert.
* '''Face''' In 2D ist es ein Teil einer Ebene; in 3D ist es ein Teil einer Oberfläche (Trägerfläche). Die Form wird durch Konturen begrenzt (getrimmt). Ein Face (eine Fläche) ist zweidimensional (hat keine Wandstärke).
* '''Wire''' Ein Satz von über ihre Endpunkten verknüpften Kanten. Ein "Wire" kann eine offene oder geschlossene Form haben, je nach dem ob nicht verknüpfte Endpunkte vorhanden sind oder nicht.
* '''Wire''' Ein Satz von über ihre Endpunkten verknüpften Kanten. Ein "Wire" kann eine offene oder geschlossene Form haben, je nach dem ob Start- und Endpunkt verbunden sind oder nicht.
* '''Edge''' Ein topologisches Element (Kante) das mit einer beschränkten Kurve korrespondiert. Eine Kante ist generell durch Vertexe begrenzt. Eine Kante ist eindimensional.
* '''Edge''' Ein topologisches Element (Kante) das einer begrenzten Kurve entspricht. Eine Kante ist generell durch Knoten(-punkte) (Vertizes) begrenzt. Eine Kante (Edge) ist eindimensional (hat keine radiale Ausdehnung).
* '''Vertex''' Ein topologisches Element das mit einem Punkt korrespondiert. Es ist nulldimensional.
* '''Vertex''' Ein topologisches Element das einem (Knoten-)Punkt entspricht. Es ist nulldimensional.
* '''Shape''' Ein generischer Term für all die zuvor aufgezählten Elemente.
* '''Shape''' (Form) ist der Oberbegriff für all die zuvor aufgezählten Elemente.
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<span id="Example:_Create_simple_topology"></span>
[[#top|Anfang]]

==Beispiel: Einfache Topologie erstellen==
==Beispiel: Einfache Topologie erstellen==


[[Image:Wire.png|Wire]]
[[Image:Wire.png|Wire]]


Wir werden nun eine Topologie erstellen, indem wir sie aus einer einfacheren Geometrie konstruieren.
Wir werden nun eine Topologie erstellen, indem wir sie mit einfacheren Geometrien konstruieren.
Als Fallstudie verwenden wir ein Teil, wie im Bild zu sehen, das aus
Als Beispiel verwenden wir ein Teil, wie im Bild zu sehen, das aus
vier Knoten, zwei Kreise und zwei Linien besteht.
vier Knoten, zwei Kreisen und zwei Linien besteht.
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<span id="Create_geometry"></span>
[[#top|Anfang]]

===Geometrie erstellen===
===Geometrie erstellen===


Zuerst erstellen wir die verschiedenen geometrischen Teile dieses Drahtes. Dabei stellen wir sicher, dass die Teile, die später verbunden werden die gleichen Knoten teilen.
Zuerst erstellen wir die individuellen geometrischen Teile dieses Drahtes (Wire). Dabei stellen wir sicher, dass die Teile, die später verbunden werden, dieselben Knoten verwenden.


Also erstellen wir zuerst die Punkte:
Also erstellen wir zuerst die (Knoten-)Punkte (Vertices/Vertexes):


{{Code|code=
{{Code|code=
import FreeCAD as App
import Part
import Part
V1 = App.Vector(0, 10, 0)
from FreeCAD import Base
V1 = Base.Vector(0, 10, 0)
V2 = App.Vector(30, 10, 0)
V2 = Base.Vector(30, 10, 0)
V3 = App.Vector(30, -10, 0)
V3 = Base.Vector(30, -10, 0)
V4 = App.Vector(0, -10, 0)
V4 = Base.Vector(0, -10, 0)
}}
}}
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<span id="Arc"></span>
[[#top|Anfang]]

===Bogen===
===Bogen===


Line 79: Line 82:


{{Code|code=
{{Code|code=
VC1 = Base.Vector(-10, 0, 0)
VC1 = App.Vector(-10, 0, 0)
C1 = Part.Arc(V1, VC1, V4)
C1 = Part.Arc(V1, VC1, V4)
VC2 = Base.Vector(40, 0, 0)
VC2 = App.Vector(40, 0, 0)
C2 = Part.Arc(V2, VC2, V3)
C2 = Part.Arc(V2, VC2, V3)
}}
}}
{{Top}}

<span id="Line"></span>
[[#top|Anfang]]

===Linie===
===Linie===


Line 98: Line 100:
L2 = Part.LineSegment(V3, V4)
L2 = Part.LineSegment(V3, V4)
}}
}}
{{Top}}

<span id="Put_it_all_together"></span>
[[#top|Anfang]]

===Alles zusammensetzen===
===Alles zusammensetzen===


Der letzte Schritt besteht darin, die geometrischen Basiselemente zusammenzusetzen und eine topologische Form zu backen:
Der letzte Schritt besteht darin, die geometrischen Basiselemente zusammenzusetzen und zu einer topologischen Form (Shape) zu vereinigen:


{{Code|code=
{{Code|code=
S1 = Part.Shape([C1, L1, C2, L2])
S1 = Part.Shape([C1, L1, C2, L2])
}}
}}
{{Top}}
<span id="Make_a_prism"></span>
===Ein prismatisches Objekt erstellen===


Jetzt wird der Draht in eine Richtung extrudiert und so eine wirkliche 3D-Form erstellt:
[[#top|Anfang]]

===Ein Prisma herstellen===

Jetzt extrudiere den Draht in eine Richtung und erzeugen eine tatsächliche 3D Form:


{{Code|code=
{{Code|code=
W = Part.Wire(S1.Edges)
W = Part.Wire(S1.Edges)
P = W.extrude(Base.Vector(0, 0, 10))
P = W.extrude(App.Vector(0, 0, 10))
}}
}}
{{Top}}

<span id="Show_it_all"></span>
[[#top|Anfang]]

===Alles anzeigen===
===Alles anzeigen===


Line 127: Line 126:
Part.show(P)
Part.show(P)
}}
}}
{{Top}}
<span id="Create_basic_shapes"></span>
==Grundformen erstellen==


Topologische Grundobjekte können ganz einfach mit den Methoden {{incode|make...()}} aus dem Arbeitsbereich Part erstellen:
[[#top|Anfang]]

==Erstellen von Grundformen==

Du kannst ganz einfach topologische Grundobjekte mit den {{incode|make...()}} Methoden aus dem Arbeitsbereich Part erstellen:


{{Code|code=
{{Code|code=
Line 140: Line 138:


Einige verfügbare {{incode|make...()}} Methoden:
Einige verfügbare {{incode|make...()}} Methoden:
* {{incode|makeBox(l, w, h)}} Erstellt einen Quader, der sich in p befindet und in die Richtung d mit den Abmessungen (l,w,h) zeigt.
* {{incode|makeBox(l, w, h, [p, d])}} Erstellt einen Quader, der sich in p befindet und in die Richtung d zeigt, mit den Abmessungen (l,w,h).
* {{incode|makeCircle(radius)}} Erstellt einen Kreis mit einem gegebenen Radius.
* {{incode|makeCircle(radius)}} Erstellt einen Kreis mit einem gegebenen Radius.
* {{incode|makeCone(radius1, radius2, height)}} Erstellt einen Kegel mit den gegebenen Radien und Höhen.
* {{incode|makeCone(radius1, radius2, height)}} Erstellt einen Kegel mit den gegebenen Radien und der Höhe.
* {{incode|makeCylinder(radius, height)}} Erstellt einen Zylinder mit einem gegebenen Radius und Höhe.
* {{incode|makeCylinder(radius, height)}} Erstellt einen Zylinder mit gegebenen Radius und Höhe.
* {{incode|makeLine((x1, y1, z1), (x2, y2, z2))}} Erstellt eine Linie aus zwei Punkten.
* {{incode|makeLine((x1, y1, z1), (x2, y2, z2))}} Erstellt eine Linie aus zwei Punkten.
* {{incode|makePlane(length, width)}} Erstellt eine Ebene mit Länge und Breite.
* {{incode|makePlane(length, width)}} Erstellt eine Ebene mit Länge und Breite.
Line 149: Line 147:
* {{incode|makeSphere(radius)}} Erstellt eine Kugel mit einem bestimmten Radius.
* {{incode|makeSphere(radius)}} Erstellt eine Kugel mit einem bestimmten Radius.
* {{incode|makeTorus(radius1, radius2)}} Erstellt einen Torus mit den gegebenen Radien.
* {{incode|makeTorus(radius1, radius2)}} Erstellt einen Torus mit den gegebenen Radien.
Siehe die [[Part_API/de|Part API]] Seite für eine vollständige Liste der verfügbaren Methoden des Part Arbeitsbereichs.
Siehe die Seite [[Part_API/de|Part API]] oder diese [https://freecad-python-stubs.readthedocs.io/en/latest/autoapi/Part/ autogenerated Python Part API documentation] für eine vollständige Liste der verfügbaren Methoden des Arbeitsbereichs Part.
{{Top}}

<span id="Import_modules"></span>
[[#top|Anfang]]

===Module Importieren===
===Module Importieren===


Zuerst müssen wir den Part Arbeitsbereich importieren, damit wir seinen Inhalt in Python verwenden können.
Zuerst müssen wir das FreeCAD-Modul und den Arbeitsbereich Part importieren, damit wir ihre Inhalte in Python verwenden können:
Wir werden auch das Basismodul aus dem FreeCAD Modul importieren:


{{Code|code=
{{Code|code=
import FreeCAD as App
import Part
import Part
from FreeCAD import Base
}}
}}
{{Top}}
<span id="Create_a_vector"></span>
===Einen Vektor erstellen===


[https://de.wikipedia.org/wiki/Vektor#Geometrie Vektoren] gehören zu den wichtigsten Informationsbestandteilen beim Erstellen von Formen. Sie enthalten in der Regel (aber nicht zwangsläufig immer) drei Zahlen, die kartesischen Koordinaten x, y und z. Und so wird ein Vektor erstellt:
[[#top|Anfang]]

===Erstellen eines Vektors===

[http://en.wikipedia.org/wiki/Euclidean_vector Vektoren] sind einer der am häufigsten verwendeten wichtigen Informationsteile
beim Bau von Formen. Sie enthalten in der Regel drei Zahlen
(aber nicht notwendigerweise immer): die kartesischen Koordinaten x, y und z. Du erstelltst einen Vektor wie diesen:


{{Code|code=
{{Code|code=
myVector = Base.Vector(3, 2, 0)
myVector = App.Vector(3, 2, 0)
}}
}}


Wir haben gerade einen Vektor mit den Koordinaten x = 3, y = 2, z = 0 erstellt. Im Part Arbeitsbereich, werden Vektoren überall verwendet. Teileformen verwenden auch eine andere Art von Punkt
Wir haben soeben einen Vektor mit den Koordinaten x = 3, y = 2, z = 0 erstellt. Im Arbeitsbereich Part werden Vektoren überall verwendet. Part-Formen verwenden auch eine andere Art von Punktdarstellung namens Knoten (Vertex), die einfach ein Behälter für einen Vektor ist. So greift man auf den Vektor eines Knoten zu:
Darstellung namens Knoten (Vertex), die lediglich ein Behälter für einen Vektor ist
Du greifst auf den Vektor eines Knoten wie folgt zu:


{{Code|code=
{{Code|code=
myVertex = myShape.Vertexes[0]
myVertex = myShape.Vertexes[0]
print myVertex.Point
print(myVertex.Point)
> Vector (3, 2, 0)
> Vector (3, 2, 0)
}}
}}
{{Top}}

<span id="Create_an_edge"></span>
[[#top|Anfang]]
===Eine Kante erstellen===

===Erstellen einer Kante===


Eine Kante ist nichts anderes als eine Linie mit zwei Knoten:
Eine Kante ist nichts anderes als eine Linie mit zwei Knoten:
Line 197: Line 187:
}}
}}


Hinweis: Du kannst auch eine Kante erzeugen, indem du zwei Vektoren übergibst:
Hinweis: Eine Kante kann auch durch Übergabe von zwei Vektoren erstellt werden:


{{Code|code=
{{Code|code=
vec1 = Base.Vector(0, 0, 0)
vec1 = App.Vector(0, 0, 0)
vec2 = Base.Vector(10, 0, 0)
vec2 = App.Vector(10, 0, 0)
line = Part.LineSegment(vec1, vec2)
line = Part.LineSegment(vec1, vec2)
edge = line.toShape()
edge = line.toShape()
}}
}}


Du kannst die Länge und den Mittelpunkt einer Kante wie diese finden:
So findet man die Länge und den Mittelpunkt einer Kante:


{{Code|code=
{{Code|code=
Line 214: Line 204:
> Vector (5, 0, 0)
> Vector (5, 0, 0)
}}
}}
{{Top}}

<span id="Put_the_shape_on_screen"></span>
[[#top|Anfang]]

===Die Form auf den Bildschirm bringen===
===Die Form auf den Bildschirm bringen===


Bisher haben wir ein Kantenobjekt erstellt, das aber nirgendwo auf dem Bildschirm erscheint.
Bisher haben wir ein Kantenobjekt erstellt, das aber nirgendwo auf dem Bildschirm erscheint. Das liegt daran, dass die FreeCAD-3D-Szene nur etwas anzeigt, wenn man ihr sagt, dass sie es anzeigen soll. Um das zu tun, verwenden wir folgende einfache Methode:
Das liegt daran, dass die FreeCAD 3D Szene
nur das anzeigt, was du ihm sagst, dass er anzeigen soll. Um das zu tun, verwenden wir folgende einfache Methode:


{{Code|code=
{{Code|code=
Line 227: Line 214:
}}
}}


Die Anzeigefunktion erzeugt ein Objekt in unserem FreeCAD Dokument und weist unsere "Kantenform" ihm zu. Verwende dies, wenn es an der Zeit ist, deine Erstellung auf dem Bildschirm anzuzeigen.
Die Anzeigefunktion (.show) erzeugt ein Objekt in unserem FreeCAD-Dokument und weist ihm unsere Form "edge" zu. Sie wird verwendet, wenn es an der Zeit ist, das Erstellte auf dem Bildschirm anzuzeigen.
{{Top}}
<span id="Create_a_wire"></span>
===Einen Draht erstellen===


Ein Draht (Wire) ist eine Linie aus mehreren Kanten und kann aus einer Liste von Kanten oder sogar einer Liste von Drähten erstellt werden:
[[#top|Anfang]]

===Erstellen eines Drahts===

Ein Draht ist eine Mehrkantenlinie und kann aus einer Liste von Kanten oder sogar einer Liste von Drähten erstellt werden:


{{Code|code=
{{Code|code=
Line 248: Line 234:
}}
}}


{{incode|Part.show(wire3)}} zeigt die 4 Kanten, die unseren Draht bilden. Sonstige nützliche Informationen können leicht abgerufen werden:
{{incode|Part.show(wire3)}} zeigt die 4 Kanten, die unseren Draht bilden (in der 3D-Ansicht) an. Weitere nützliche Informationen können leicht abgerufen werden:


{{Code|code=
{{Code|code=
Line 260: Line 246:
> False
> False
}}
}}
{{Top}}
<span id="Create_a_face"></span>
===Eine Fläche erstellen===


Nur Flächen (Faces), die aus geschlossenen Drähten erstellt wurden, sind gültig. In diesem Beispiel ist wire3 ein geschlossener Draht, aber wire2 ist kein geschlossener Draht (siehe oben).
[[#top|Anfang]]

===Erstellen einer Fläche===

Nur Flächen, die aus geschlossenen Drähten erstellt wurden, sind gültig. In diesem Beispiel ist Draht3 ein geschlossener Draht, aber Draht2 ist kein geschlossener Draht (siehe oben).


{{Code|code=
{{Code|code=
Line 278: Line 263:
> True
> True
sface = Part.Face(wire2)
sface = Part.Face(wire2)
face.isValid()
sface.isValid()
> False
> False
}}
}}


Nur Flächen haben eine Grundfläche, Drähte und Kanten haben keine.
Nur Flächen haben einen Flächeninhalt (area), Drähte und Kanten haben keinen.
{{Top}}

<span id="Create_a_circle"></span>
[[#top|Anfang]]
===Einen Kreis erstellen===

===Erstellen eines Kreises===


So einfach kann ein Kreis erstellt werden:
So kann ein Kreis erstellt werden:


{{Code|code=
{{Code|code=
Line 296: Line 280:
}}
}}


Wenn Du ihn an einer bestimmten Stelle und mit einer bestimmten Richtung erzeugen möchtest:
Wenn er an einer bestimmten Stelle und mit einer bestimmten Ausrichtung erstellt werden soll:


{{Code|code=
{{Code|code=
ccircle = Part.makeCircle(10, Base.Vector(10, 0, 0), Base.Vector(1, 0, 0))
ccircle = Part.makeCircle(10, App.Vector(10, 0, 0), App.Vector(1, 0, 0))
ccircle.Curve
ccircle.Curve
> Circle (Radius : 10, Position : (10, 0, 0), Direction : (1, 0, 0))
> Circle (Radius : 10, Position : (10, 0, 0), Direction : (1, 0, 0))
}}
}}


ccircle wird im Abstand 10 vom x Ursprung erstellt und ist nach außen entlang der x Achse gerichtet. Hinweis: {{incode|makeCircle()}} akzeptiert nur {{incode|Base.Vector()}} für die Position und normale Parameter, keine Tupel. Du kannst auch einen Teil des Kreises durch Angabe
ccircle wird mit dem Abstand 10 vom X-Ursprung erstellt und ist nach außen entlang der X-Achse ausgerichtet. Hinweis: {{incode|makeCircle()}} akzeptiert nur einen {{incode|App.Vector()}} für die Position und normale Parameter, keine Tupel. Du kannst auch einen Teil des Kreises durch Angabe eines Anfangs- und eines Endwinkels erstellen:
eines Anfangs- und eines Endwinkels erstellen:


{{Code|code=
{{Code|code=
from math import pi
from math import pi
arc1 = Part.makeCircle(10, Base.Vector(0, 0, 0), Base.Vector(0, 0, 1), 0, 180)
arc1 = Part.makeCircle(10, App.Vector(0, 0, 0), App.Vector(0, 0, 1), 0, 180)
arc2 = Part.makeCircle(10, Base.Vector(0, 0, 0), Base.Vector(0, 0, 1), 180, 360)
arc2 = Part.makeCircle(10, App.Vector(0, 0, 0), App.Vector(0, 0, 1), 180, 360)
}}
}}


Winkel sollten in Grad angegeben werden. Liegt ein Wert in Bogenmaß vor, wird er einfach mit folgender Formel umgewandelt:
<div class="mw-translate-fuzzy">
{{incode|Grad <nowiki>=</nowiki> Bogenmaß * 180/pi}} oder mit Hilfe des Python-Moduls {{incode|math}}:
Winkel sollten in Grad angegeben werden. Wenn Du Bogenmaß hast, wandelst Du sie einfach mit der Formel um:
{{incode/de|Grad <nowiki>=</nowiki> Bogenmaß * 180/pi}}} oder mit Hilfe des Python {{incode|math}} Moduls:
</div>


{{Code|code=
{{Code|code=
Line 322: Line 303:
degrees = math.degrees(radians)
degrees = math.degrees(radians)
}}
}}
{{Top}}
<span id="Create_an_arc_along_points"></span>
===Einen Bogen über Punkte erstellen===


Leider gibt es keine Funktion {{incode|makeArc()}}, aber wir haben die Funktion {{incode|Part.Arc()}} um einen Bogen (Arc) durch drei Punkte zu erzeugen. Sie erzeugt ein Arc-Objekt, das den Startpunktes mit dem Endpunkt über den Mittelpunkt verbindet. Die Funktion {{incode|toShape()}} des Arc-Objekts muss aufgerufen werden, um ein Edge-Objekt zu erhalten, wie bei der Verwendung von {{incode|Part.LineSegment}} anstelle von {{incode|Part.makeLine}}.
[[#top|Anfang]]

===Erstellen eines Bogens entlang von Punkten===

Leider gibt es keine {{incode|makeArc()}} Funktion, aber wir haben die {{incode|Part.Arc()}} Funktion um einen Bogen durch drei Punkte zu erzeugen. Es erzeugt ein Bogenobjekt das den Startpunktes mit dem Endpunkt durch den Mittelpunkt verbindet.
Die {{incode|toShape()}} Funktion des Bogenobjekts muss aufgerufen werden, um ein Kantenobjekt zu erhalten,
wie bei der Verwendung von {{incode|Part.LineSegment}} anstelle von {{incode|Part.makeLine}}.


{{Code|code=
{{Code|code=
arc = Part.Arc(Base.Vector(0, 0, 0), Base.Vector(0, 5, 0), Base.Vector(5, 5, 0))
arc = Part.Arc(App.Vector(0, 0, 0), App.Vector(0, 5, 0), App.Vector(5, 5, 0))
arc
arc
> <Arc object>
> <Arc object>
Line 339: Line 317:
}}
}}


{{incode|Arc()}} akzeptiert nur {{incode|Base.Vector()}} für Punkte, aber nicht für Tupel. Du kannst auch Folgendes erhalten einen Bogen unter Verwendung eines Kreisausschnitts:
{{incode|Arc()}} akzeptiert nur {{incode|App.Vector()}} für Punkte, aber keine Tupel. Einen Bogen kann man auch durch Verwendung eines Kreisabschnitts erhalten:


{{Code|code=
{{Code|code=
from math import pi
from math import pi
circle = Part.Circle(Base.Vector(0, 0, 0), Base.Vector(0, 0, 1), 10)
circle = Part.Circle(App.Vector(0, 0, 0), App.Vector(0, 0, 1), 10)
arc = Part.Arc(circle,0,pi)
arc = Part.Arc(circle,0,pi)
}}
}}


Bögen sind gültige Kanten wie Linien, so dass sie auch in Drähten verwendet werden können.
Bögen sind gültige Kanten wie Linien, so dass sie auch in Drähten verwendet werden können.
{{Top}}
<span id="Create_a_polygon"></span>
===Ein Vieleck erstellen===


Ein Vieleck (Polygon) ist einfach ein Draht mit mehreren geraden Kanten. Die Funktion {{incode|makePolygon()}} nimmt eine Liste von Punkten entgegen und erstellt einen Draht durch diese Punkte:
[[#top|Anfang]]

===Erstellen eines Polygons===

Ein Polygon ist einfach ein Draht mit mehreren geraden Kanten. Die {{incode|makePolygon()}}
Funktion nimmt eine Liste von Punkten und erstellt einen Draht durch diese Punkte:


{{Code|code=
{{Code|code=
lshape_wire = Part.makePolygon([Base.Vector(0, 5, 0), Base.Vector(0, 0, 0), Base.Vector(5, 0, 0)])
lshape_wire = Part.makePolygon([App.Vector(0, 5, 0), App.Vector(0, 0, 0), App.Vector(5, 0, 0)])
}}
}}
{{Top}}
<span id="Create_a_Bézier_curve"></span>
===Eine Bézier-Kurve erstellen===


Bézier-Kurven werden verwendet, um weiche Kurven mit einer Reihe von Polen (Punkten) und optionalen Gewichten zu modellieren. Die folgende Funktion erstellt eine {{incode|Part.BezierCurve()}} aus einer Reihe von {{incode|FreeCAD.Vector()}} Punkten. (Hinweis: Soll ein einzelner Pol oder ein Gewicht mit "get" und "set" (-Methoden und Indizes) angesprochen werden, beginnen die Indizes bei 1, nicht bei 0.)
[[#top|Anfang]]

===Erstellen einer Bézier Kurve===

Bézier Kurven werden verwendet, um sanfte Kurven mit einer Reihe von Polen (Punkten) und optionalen Gewichten zu modellieren. Die folgende Funktion erstellt eine {{incode|Part.BezierCurve()}} aus einer Reihe von {{incode|FreeCAD.Vector()}} Punkten. (Hinweis: Wenn du einen einzelnen Pol oder ein Gewicht "erhältst" und "einstellst", beginnen die Indizes bei 1, nicht bei 0.)


{{Code|code=
{{Code|code=
Line 373: Line 348:
return(edge)
return(edge)
}}
}}
{{Top}}
<span id="Create_a_plane"></span>
===Eine Ebene erstellen===


Eine Ebene (Plane) ist eine ebene rechteckige Fläche. Die Methode, mit der eine Ebene erstellt wird, ist {{incode|makePlane(length, width, [start_pnt, dir_normal])}}. Standardmäßig sind start_pnt = Vektor(0, 0, 0) und dir_normal = Vektor(0, 0, 1). Ist dir_normal = Vector(0, 0, 1) wird eine Ebene, die in Richtung der positiven Z-Achse zeigt, erstellt, während dir_normal = Vector(1, 0, 0) eine Ebene erzeugt, die in Richtung der positiven X-Achse zeigt:
[[#top|Anfang]]

===Erstellen einer Ebene===

Eine Ebene ist einfach eine flache rechteckige Fläche. Die Methode, mit der eine solche erstellt wird, ist '''makePlane(length,width,[start_pnt,dir_normal])''''. Standardmäßig
start_pnt = Vektor(0,0,0,0) und dir_normal = Vektor(0,0,1). Verwendung von dir_normal = Vector(0,0,0,1)
erzeugt die Ebene, die in Richtung der positiven z Achse zeigt, während dir_normal = Vector(1,0,0,0) die Ebene erzeugt.
Ebene, die in Richtung der positiven x Achse zeigt:


{{Code|code=
{{Code|code=
Line 387: Line 358:
plane
plane
> <Face object at 028AF990>
> <Face object at 028AF990>
plane = Part.makePlane(2, 2, Base.Vector(3, 0, 0), Base.Vector(0, 1, 0))
plane = Part.makePlane(2, 2, App.Vector(3, 0, 0), App.Vector(0, 1, 0))
plane.BoundBox
plane.BoundBox
> BoundBox (3, 0, 0, 5, 0, 2)
> BoundBox (3, 0, 0, 5, 0, 2)
}}
}}


{{incode|BoundBox}} ist ein Quader, der die Ebene mit einer Diagonale beginnend bei
{{incode|BoundBox}} ist ein Quader, der die Ebene einschließt, mit einer Diagonale, die bei (3, 0, 0) beginnt und bei (5, 0, 2) endet. Hier ist die Ausdehnung der {{incode|BoundBox}} entlang der Y-Achse Null, da unsere Form völlig eben ist.
(3,0,0,0) und endet bei (5,0,2) einschliesst. Hier ist die {{incode|BoundBox}} Dicke entlang der y Achse Null, zumal unsere Form völlig flach ist.

Hinweis: {{incode|makePlane()}} akzeptiert nur {{incode|Base.Vector()}} für start_pnt und dir_normal, nicht aber Tupel.

[[#top|Anfang]]


Hinweis: {{incode|makePlane()}} akzeptiert nur {{incode|App.Vector()}} für start_pnt und dir_normal, nicht aber Tupel.
===Erstellen einer Ellipse===
{{Top}}
<span id="Create_an_ellipse"></span>
===Eine Ellipse erstellen===


Es gibt mehrere Möglichkeiten, eine Ellipse zu erstellen:
Es gibt mehrere Möglichkeiten, eine Ellipse zu erstellen:
Line 419: Line 388:
}}
}}


Erzeugt eine Ellipse, die auf den Punkt Mitte zentriert ist, an dem die Ebene der Ellipse definiert ist durch Mittelpunkt, S1 und S2, ihre Hauptachse definiert ist durch Mittelpunkt und S1, sein Hauptradius ist der Abstand zwischen Mittelpunkt und S1,
Erzeugt eine Ellipse, die auf den Punkt Mitte zentriert ist, an dem die Ebene der Ellipse definiert ist durch Mittelpunkt, S1 und S2, ihre Hauptachse definiert ist durch Mittelpunkt und S1, sein Hauptradius ist der Abstand zwischen Mittelpunkt und S1, und sein kleiner Radius ist der Abstand zwischen S2 und der Hauptachse.
und sein kleiner Radius ist der Abstand zwischen S2 und der Hauptachse.


{{Code|code=
{{Code|code=
Line 430: Line 398:


{{Code|code=
{{Code|code=
eli = Part.Ellipse(Base.Vector(10, 0, 0), Base.Vector(0, 5, 0), Base.Vector(0, 0, 0))
eli = Part.Ellipse(App.Vector(10, 0, 0), App.Vector(0, 5, 0), App.Vector(0, 0, 0))
Part.show(eli.toShape())
Part.show(eli.toShape())
}}
}}
Line 437: Line 405:
{{incode|Ellipse}} erzeugt ein Ellipsenobjekt, aber keine Kante, also müssen wir es in eine Kante mit {{incode|toShape()}} zur Anzeige konvertieren.
{{incode|Ellipse}} erzeugt ein Ellipsenobjekt, aber keine Kante, also müssen wir es in eine Kante mit {{incode|toShape()}} zur Anzeige konvertieren.


Hinweis: {{incode|Ellipse()}} akzeptiert nur {{incode|Base.Vector()}} für Punkte, nicht aber für Tupel.
Hinweis: {{incode|Ellipse()}} akzeptiert nur {{incode|App.Vector()}} für Punkte, nicht aber für Tupel.


{{Code|code=
{{Code|code=
eli = Part.Ellipse(Base.Vector(0, 0, 0), 10, 5)
eli = Part.Ellipse(App.Vector(0, 0, 0), 10, 5)
Part.show(eli.toShape())
Part.show(eli.toShape())
}}
}}


Für den obigen Ellipsenkonstruktor haben wir Mitte, HauptRadius und NebenRadius überschritten.
Für den obigen Ellipsenkonstruktor haben wir Mitte, HauptRadius und NebenRadius überschritten.
{{Top}}

<span id="Create_a_torus"></span>
[[#top|Anfang]]

===Erstellen eines Torus===
===Erstellen eines Torus===


Line 466: Line 433:


{{Code|code=
{{Code|code=
tor=Part.makeTorus(10, 5, Base.Vector(0, 0, 0), Base.Vector(0, 0, 1), 0, 180)
tor=Part.makeTorus(10, 5, App.Vector(0, 0, 0), App.Vector(0, 0, 1), 0, 180)
}}
}}


Line 472: Line 439:


{{Code|code=
{{Code|code=
tor=Part.makeTorus(10, 5, Base.Vector(0, 0, 0), Base.Vector(0, 0, 1), 0, 360, 180)
tor=Part.makeTorus(10, 5, App.Vector(0, 0, 0), App.Vector(0, 0, 1), 0, 360, 180)
}}
}}


Line 478: Line 445:
d.h. die restlichen Winkel sind Standardwerte. Die Angabe des Winkels 180 bewirkt
d.h. die restlichen Winkel sind Standardwerte. Die Angabe des Winkels 180 bewirkt
den Torus von 0 bis 180, d.h. einen halben Torus, erzeugen.
den Torus von 0 bis 180, d.h. einen halben Torus, erzeugen.
{{Top}}

<span id="Create_a_box_or_cuboid"></span>
[[#top|Anfang]]

===Kasten oder Quader erstellen===
===Kasten oder Quader erstellen===


Line 491: Line 457:
> 8
> 8
}}
}}
{{Top}}

<span id="Create_a_sphere"></span>
[[#top|Anfang]]

===Erstelle eine Kugel===
===Erstelle eine Kugel===


Mit {{incode|makeSphere(radius, [pnt, dir, winkel1, winkel2, winkel3])}}. Standardmäßig
Mit {{incode|makeSphere(radius, [pnt, dir, winkel1, winkel2, winkel3])}}. Standardmäßig
pnt = Vektor(0, 0, 0), dir = Vektor(0, 0, 1), Winkel1 = -90, Winkel2 = 90 und Winkel3 = 360.
pnt = Vektor(0, 0, 0), dir = Vektor(0, 0, 1), Winkel1 = -90, Winkel2 = 90 und Winkel3 = 360. Winkel1 und Winkel2 sind das vertikale Minimum und Maximum der Kugel, Winkel3 ist der Kugeldurchmesser.
Winkel1 und Winkel2 sind das vertikale Minimum und Maximum der Kugel, Winkel3
ist der Kugeldurchmesser.


{{Code|code=
{{Code|code=
sphere = Part.makeSphere(10)
sphere = Part.makeSphere(10)
hemisphere = Part.makeSphere(10, Base.Vector(0, 0, 0), Base.Vector(0, 0, 1), -90, 90, 180)
hemisphere = Part.makeSphere(10, App.Vector(0, 0, 0), App.Vector(0, 0, 1), -90, 90, 180)
}}
}}
{{Top}}

<span id="Create_a_cylinder"></span>
[[#top|Anfang]]

===Erstellen eines Zylinders===
===Erstellen eines Zylinders===


Verwende {{incode|makeCylinder(Radius, Höhe, [pnt, dir, Winkel])}}. Standardmäßig
Verwende {{incode|makeCylinder(Radius, Höhe, [pnt, dir, Winkel])}}. Standardmäßig
pnt = Vektor(0, 0, 0), dir = Vektor(0, 0, 1) und Winkel = 360.
pnt = Vektor(0, 0, 0), dir = Vektor(0, 0, 1) und Winkel = 360.

{{Code|code=
{{Code|code=
cylinder = Part.makeCylinder(5, 20)
cylinder = Part.makeCylinder(5, 20)
partCylinder = Part.makeCylinder(5, 20, Base.Vector(20, 0, 0), Base.Vector(0, 0, 1), 180)
partCylinder = Part.makeCylinder(5, 20, App.Vector(20, 0, 0), App.Vector(0, 0, 1), 180)
}}
}}
{{Top}}
[[#top|Anfang]]
<span id="Create_a_cone"></span>

===Erstellen eines Kegels===
===Erstellen eines Kegels===


Verwendung {{incode|makeCone(radius1, radius2, höhe, [pnt, dir, winkel])}}. Standardmäßig
Verwendung {{incode|makeCone(radius1, radius2, höhe, [pnt, dir, winkel])}}. Standardmäßig
pnt = Vektor(0, 0, 0), dir = Vektor(0, 0, 1) und Winkel = 360.
pnt = Vektor(0, 0, 0), dir = Vektor(0, 0, 1) und Winkel = 360.

{{Code|code=
{{Code|code=
cone = Part.makeCone(10, 0, 20)
cone = Part.makeCone(10, 0, 20)
semicone = Part.makeCone(10, 0, 20, Base.Vector(20, 0, 0), Base.Vector(0, 0, 1), 180)
semicone = Part.makeCone(10, 0, 20, App.Vector(20, 0, 0), App.Vector(0, 0, 1), 180)
}}
}}
{{Top}}
[[#top|Anfang]]
<span id="Modify_shapes"></span>

==Formen ändern==
==Formen ändern==


Es gibt verschiedene Möglichkeiten, Formen zu ändern. Einige sind einfache Transformationsoperationen
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, Formen zu ändern. Einige sind einfache Transformationsoperationen wie das Verschieben oder Drehen von Formen, andere sind komplexer, wie die Vereinigung und die Differenz, das
wie sich bewegende oder rotierende Formen, andere sind komplexer, wie die Vereinigung und
Subtrahieren einer Form von einer anderen.
Subtrahieren einer Form von einer anderen.
{{Top}}
<span id="Transform_operations"></span>
==Transformationsvorgänge==


<span id="Translate_a_shape"></span>
[[#top|Anfang]]
===Verschieben einer Form===


Verschieben ist das Bewegen einer Form von einem Ort zum anderen. Jede Form (Kante, Fläche, Würfel, usw...) kann auf die gleiche Weise verschoben werden:
==Umwandlungsvorgänge==


===Übersetzen einer Form===

Übersetzen ist die Handlung, eine Form von einem Ort zum anderen zu bewegen.
Jede Form (Kante, Fläche, Würfel, etc...) kann auf die gleiche Weise übersetzt werden:
{{Code|code=
{{Code|code=
myShape = Part.makeBox(2, 2, 2)
myShape = Part.makeBox(2, 2, 2)
myShape.translate(Base.Vector(2, 0, 0))
myShape.translate(App.Vector(2, 0, 0))
}}
}}
Dadurch wird unsere Form "myShape" um 2 Einheiten in die X Richtung verschoben.


Dadurch wird die Form "myShape" um 2 Einheiten in X-Richtung verschoben.
[[#top|Anfang]]
{{Top}}
<span id="Rotate_a_shape"></span>
===Drehen einer Form===


Um eine Form zu drehen, muss ein Drehpunkt (auf der Achse), die (Ausrichtung der) Achse und der Drehwinkel angegeben werden:
===Drehen einer Form===


Um eine Form zu drehen, musst du das Rotationszentrum, die Achse, angeben,
und den Rotationswinkel:
{{Code|code=
{{Code|code=
myShape.rotate(Base.Vector(0, 0, 0),Base.Vector(0, 0, 1), 180)
myShape.rotate(App.Vector(0, 0, 0),App.Vector(0, 0, 1), 180)
}}
}}
Der obige Code dreht die Form um 180 Grad um die Z Achse.


Der obige Code dreht die Form um 180° um die Z-Achse.
[[#top|Anfang]]
{{Top}}
<span id="Matrix_transformations"></span>
===Matrix-Transformationen===


Eine Matrix ist eine sehr bequeme Möglichkeit, in der 3D Welt Transformationen zu speichern. In einer einzigen Matrix können Werte für das Verschieben, Drehen und Skalieren festgelegt werden, die auf ein Objekt angewendet werden sollen. Zum Beispiel:
===Matrix Umformungen===


Eine Matrix ist eine sehr bequeme Möglichkeit, Transformationen in der 3D
Welt. In einer einzigen Matrix kannst du Translation, Rotation und Skalierung einstellen
Werte, die auf ein Objekt angewendet werden sollen. Zum Beispiel:
{{Code|code=
{{Code|code=
myMat = Base.Matrix()
myMat = App.Matrix()
myMat.move(Base.Vector(2, 0, 0))
myMat.move(App.Vector(2, 0, 0))
myMat.rotateZ(math.pi/2)
myMat.rotateZ(math.pi/2)
}}
}}

Hinweis: FreeCAD Matrizen arbeiten im Bogenmaß. Außerdem werden fast alle Matrix Operationen
die einen Vektor nehmen, können auch drei Zahlen nehmen, so dass diese beiden Linien dasselbe tun:
Hinweis: FreeCAD-Matrizen arbeiten mit Bogenmaß. Außerdem können fast alle Matrix-Operationen die einen Vektor akzeptieren, auch drei Zahlen akzeptieren, so dass diese beiden Zeilen dasselbe tun:

{{Code|code=
{{Code|code=
myMat.move(2, 0, 0)
myMat.move(2, 0, 0)
myMat.move(Base.Vector(2, 0, 0))
myMat.move(App.Vector(2, 0, 0))
}}
}}

Wenn unsere Matrix einmal festgelegt ist, können wir sie auf unsere Form anwenden. FreeCAD bietet zwei
Methoden, um das zu tun: {{incode|transformShape()}} und {{incode|transformGeometry()}}. Der Unterschied
Wenn unsere Matrix einmal festgelegt ist, können wir sie auf unsere Form anwenden. FreeCAD bietet zwei Methoden, um das zu tun: {{incode|transformShape()}} und {{incode|transformGeometry()}}. Der Unterschied ist, dass man bei der ersten sicher sein kann, dass keine Verformungen auftreten (siehe [[#Skalieren einer Form|Skalieren einer Form]] unten). Wir können unsere Transformation wie folgt anwenden:

ist, dass Sie bei der ersten sicher sind, dass keine Verformungen auftreten werden (siehe
[[#Scaling a shape/de|Skalierung einer Form]] unten). Wir können unsere Transformation wie folgt anwenden:
{{Code|code=
{{Code|code=
myShape.transformShape(myMat)
myShape.transformShape(myMat)
}}
}}

oder
oder

{{Code|code=
{{Code|code=
myShape.transformGeometry(myMat)
myShape.transformGeometry(myMat)
}}
}}
{{Top}}
[[#top|Anfang]]
<span id="Scale_a_shape"></span>

===Skalieren einer Form===
===Skalieren einer Form===


Das Skalieren einer Form ist eine gefährlichere Operation, denn im Gegensatz zum Verschieben oder Drehen kann ungleichmäßiges Skalieren (mit unterschiedlichen Werten für X, Y und Z) die Struktur der Form verändern. Beispielsweise kann das Skalieren eines Kreises, mit einem höheren Wert für horizontal als für vertikal, ihn in eine Ellipse umwandeln, die sich mathematisch ganz anders verhält. Für das Skalieren kann {{incode|transformShape()}} nicht verwendet werden, wir müssen {{incode|transformGeometry()}} verwenden:
Das Skalieren einer Form ist eine gefährlichere Operation, denn im Gegensatz zur Übersetzung

oder Rotation, ungleichmäßige Skalierung (mit unterschiedlichen Werten für X, Y und Z)
kann die Struktur der Form verändern. Beispielsweise kann die Skalierung eines Kreises mit
ein höherer Wert horizontal als vertikal wandelt ihn in einen
Ellipse, die sich mathematisch sehr unterschiedlich verhält. Für die Skalierung haben wir
nicht die {{incode|transformShape()}} verwenden können, müssen wir {{incode|transformGeometry()}} verwenden:
{{Code|code=
{{Code|code=
myMat = Base.Matrix()
myMat = App.Matrix()
myMat.scale(2, 1, 1)
myMat.scale(2, 1, 1)
myShape=myShape.transformGeometry(myMat)
myShape=myShape.transformGeometry(myMat)
}}
}}
{{Top}}
[[#top|Anfang]]
<span id="Boolean_operations"></span>

==Boolesche Operationen==
==Boolesche Operationen==


<span id="Subtraction"></span>
===Subtraktion===
===Differenz===

Das Subtrahieren einer Form von einer anderen Form wird in FreeCAD "Differenz" genannt (engl. Cut), und so wird es gemacht:


Das Subtrahieren einer Form von einer anderen Form wird in FreeCAD "Schnitt" genannt.
und wird so gemacht:
{{Code|code=
{{Code|code=
cylinder = Part.makeCylinder(3, 10, Base.Vector(0, 0, 0), Base.Vector(1, 0, 0))
cylinder = Part.makeCylinder(3, 10, App.Vector(0, 0, 0), App.Vector(1, 0, 0))
sphere = Part.makeSphere(5, Base.Vector(5, 0, 0))
sphere = Part.makeSphere(5, App.Vector(5, 0, 0))
diff = cylinder.cut(sphere)
diff = cylinder.cut(sphere)
}}
}}
{{Top}}
[[#top|Anfang]]
<span id="Intersection"></span>
===Schnitt===


Die Überschneidung zweier Formen, also das "gemeinsame" (engl. Common) Volumen, wird "Schnitt"(-objekt,) genannt, und so wird es gemacht:
===Überschneidung===


Auf die gleiche Weise wird die Überschneidung zwischen zwei Formen als "gemeinsam" bezeichnet und
auf diese Weise:
{{Code|code=
{{Code|code=
cylinder1 = Part.makeCylinder(3, 10, Base.Vector(0, 0, 0), Base.Vector(1, 0, 0))
cylinder1 = Part.makeCylinder(3, 10, App.Vector(0, 0, 0), App.Vector(1, 0, 0))
cylinder2 = Part.makeCylinder(3, 10, Base.Vector(5, 0, -5), Base.Vector(0, 0, 1))
cylinder2 = Part.makeCylinder(3, 10, App.Vector(5, 0, -5), App.Vector(0, 0, 1))
common = cylinder1.common(cylinder2)
common = cylinder1.common(cylinder2)
}}
}}
{{Top}}
[[#top|Anfang]]
<span id="Union"></span>
===Vereinigung===


Das zusammenfügen von Formen wird "Vereinigung" genannt und funktioniert auf dieselbe Weise:
===Vereinigen===


Vereinigen wird "Verschmelzen" genannt und funktioniert auf dieselbe Weise:
{{Code|code=
{{Code|code=
cylinder1 = Part.makeCylinder(3, 10, Base.Vector(0, 0, 0), Base.Vector(1, 0, 0))
cylinder1 = Part.makeCylinder(3, 10, App.Vector(0, 0, 0), App.Vector(1, 0, 0))
cylinder2 = Part.makeCylinder(3, 10, Base.Vector(5, 0, -5), Base.Vector(0, 0, 1))
cylinder2 = Part.makeCylinder(3, 10, App.Vector(5, 0, -5), App.Vector(0, 0, 1))
fuse = cylinder1.fuse(cylinder2)
fuse = cylinder1.fuse(cylinder2)
}}
}}
{{Top}}
[[#top|Anfang]]
<span id="Section"></span>
===Schnittkurve===


Eine "Schnittkurve" ist der Schnitt (der Hüllflächen) einer Festkörper-Form und einer ebenen Form. Rückgabeobjekt ist eine Schnittkurve, eine Verbundkurve, die aus Kanten besteht.
===Abschnitt===


Ein "Abschnitt" ist der Kreuzungspunkt zwischen einer festen Form und einer ebenen Form.
Er liefert eine Kreuzungskurve, eine Verbundkurve, die aus Kanten besteht.
{{Code|code=
{{Code|code=
cylinder1 = Part.makeCylinder(3, 10, Base.Vector(0, 0, 0), Base.Vector(1, 0, 0))
cylinder1 = Part.makeCylinder(3, 10, App.Vector(0, 0, 0), App.Vector(1, 0, 0))
cylinder2 = Part.makeCylinder(3, 10, Base.Vector(5, 0, -5), Base.Vector(0, 0, 1))
cylinder2 = Part.makeCylinder(3, 10, App.Vector(5, 0, -5), App.Vector(0, 0, 1))
section = cylinder1.section(cylinder2)
section = cylinder1.section(cylinder2)
section.Wires
section.Wires
Line 654: Line 616:
<Edge object at 0D8F4BB0>]
<Edge object at 0D8F4BB0>]
}}
}}
{{Top}}
[[#top|Anfang]]

===Extrusion===
===Extrusion===


Extrusion ist der Vorgang des "Drückens" einer flachen Form in eine bestimmte Richtung, was zu
Extrusion ist das Bewegen einer flachen Form in eine bestimmte Richtung, und hat als Ergebnis einen Festkörper. Ein ungefüllter Kreis (circle) wird durch Verschieben zu einem Hohlzylinder (tube):

einem festen Körper führt. Stell dir vor, dass ein Kreis durch "Herausschieben" zu einer Röhre wird:
{{Code|code=
{{Code|code=
circle = Part.makeCircle(10)
circle = Part.makeCircle(10)
tube = circle.extrude(Base.Vector(0, 0, 2))
tube = circle.extrude(App.Vector(0, 0, 2))
}}
}}

Wenn dein Kreis hohl ist, erhälst du ein hohles Rohr. Wenn dein Kreis tatsächlich eine Scheibe mit einer gefüllten Fläche ist, erhälst du einen massiven Zylinder:
Ist der Kreis gefüllt, also eine Scheibe/Fläche (disc), erhält man einen Festkörper-Zylinder:

{{Code|code=
{{Code|code=
wire = Part.Wire(circle)
wire = Part.Wire(circle)
disc = Part.Face(wire)
disc = Part.Face(wire)
cylinder = disc.extrude(Base.Vector(0, 0, 2))
cylinder = disc.extrude(App.Vector(0, 0, 2))
}}
}}
{{Top}}
[[#top|Anfang]]
<span id="Explore_shapes"></span>

==Formen untersuchen==
==Formen untersuchen==


Du kannst die topologische Datenstruktur leicht erkunden:
Du kannst die topologische Datenstruktur leicht erkunden:

{{Code|code=
{{Code|code=
import Part
import Part
Line 690: Line 654:
v.Point
v.Point
}}
}}
Durch tippen der obigen Zeilen in den Python Interpreter, erhälst du eine gutes Verständnis der Struktur von Teilobjekten. Hier hat unser Befehl {{incode|makeBox()}}
eine feste Form geschaffen. Dieser Volumenkörper enthält, wie alle Teil Volumenkörper, Flächen.
Flächen enthalten immer Drähte, d.h. Listen von Kanten, die die Fläche begrenzen.
Jede Fläche hat mindestens einen geschlossenen Draht (sie kann mehr haben, wenn die Fläche ein Loch hat).
In dem Draht können wir jede Kante einzeln betrachten, und innerhalb jeder Kante können wir
siehe die Eckpunkte. Gerade Kanten haben offensichtlich nur zwei Knoten.

[[#top|Anfang]]


Durch tippen der obigen Zeilen in den Python Interpreter, erhälst du eine gutes Verständnis der Struktur von Teilobjekten. Hier hat unser {{incode|makeBox()}} Befehl eine feste Form geschaffen. Dieser Volumenkörper enthält, wie alle Teil Volumenkörper, Flächen. Flächen enthalten immer Drähte, d.h. Listen von Kanten, die die Fläche begrenzen. Jede Fläche hat mindestens einen geschlossenen Draht (sie kann mehr haben, wenn die Fläche ein Loch hat). In dem Draht können wir jede Kante einzeln betrachten, und innerhalb jeder Kante können wir siehe die Eckpunkte. Gerade Kanten haben offensichtlich nur zwei Knoten.
{{Top}}
<span id="Edge_analysis"></span>
===Kantenanalyse===
===Kantenanalyse===


Line 704: Line 663:
eine Diskretisierung durchführen möchtest. In FreeCAD werden die Kanten durch ihre Länge parametrisiert.
eine Diskretisierung durchführen möchtest. In FreeCAD werden die Kanten durch ihre Länge parametrisiert.
Das bedeutet, dass du eine Kante/Kurve anhand ihrer Länge entlang laufen kannst:
Das bedeutet, dass du eine Kante/Kurve anhand ihrer Länge entlang laufen kannst:

{{Code|code=
{{Code|code=
import Part
import Part
Line 710: Line 670:
print(anEdge.Length)
print(anEdge.Length)
}}
}}

Jetzt kannst du auf viele Eigenschaften der Kante zugreifen, indem du die Länge als
Jetzt kannst du auf viele Eigenschaften der Kante zugreifen, indem du die Länge als
Position verwendest. Das heißt, wenn die Kante 100 mm lang ist, ist die Startposition 0 und
Position verwendest. Das heißt, wenn die Kante 100 mm lang ist, ist die Startposition 0 und
die Endposition 100.
die Endposition 100.

{{Code|code=
{{Code|code=
anEdge.tangentAt(0.0) # tangent direction at the beginning
anEdge.tangentAt(0.0) # tangent direction at the beginning
Line 724: Line 686:
anEdge.normalAt(50) # normal vector at that position (if defined)
anEdge.normalAt(50) # normal vector at that position (if defined)
}}
}}
{{Top}}
[[#top|Anfang]]
<span id="Use_a_selection"></span>

===Verwendung einer Auswahl===
===Verwendung einer Auswahl===


Hier sehen wir nun, wie wir eine Auswahl verwenden können, die der Benutzer im Betrachter getroffen hat.
Hier sehen wir nun, wie wir eine Auswahl verwenden können, die der Benutzer im Betrachter getroffen hat. Zuerst erstellen wir einen Kasten und zeigen ihn im Betrachter an.

Zuerst erstellen wir einen Kasten und zeigen ihn im Betrachter an.
{{Code|code=
{{Code|code=
import Part
import Part
Line 735: Line 697:
Gui.SendMsgToActiveView("ViewFit")
Gui.SendMsgToActiveView("ViewFit")
}}
}}

Wähle nun einige Flächen oder Kanten aus. Mit diesem Skript kannst du über alle ausgewählten Objekte und deren Unterelemente iterieren:
Wähle nun einige Flächen oder Kanten aus. Mit diesem Skript kannst du über alle ausgewählten Objekte und deren Unterelemente iterieren:

{{Code|code=
{{Code|code=
for o in Gui.Selection.getSelectionEx():
for o in Gui.Selection.getSelectionEx():
Line 744: Line 708:
print("object: ", s)
print("object: ", s)
}}
}}

Wähle einige Kanten aus und dieses Skript berechnet die Länge:
Wähle einige Kanten aus und dieses Skript berechnet die Länge:

{{Code|code=
{{Code|code=
length = 0.0
length = 0.0
Line 753: Line 719:
print("Length of the selected edges: ", length)
print("Length of the selected edges: ", length)
}}
}}
{{Top}}
[[#top|Anfang]]
<span id="Example:_The_OCC_bottle"></span>

==Beispiel: Die OCC Flasche==
==Beispiel: Die OCC Flasche==


A typical example found on the [https://www.opencascade.com/doc/occt-6.9.0/overview/html/occt__tutorial.html OpenCasCade Technology website] is how to build a bottle. This is a good exercise for FreeCAD too. In fact, if you follow our example below and the OCC page simultaneously, you will see how well OCC structures are implemented in FreeCAD. The script is included in the FreeCAD installation (inside the {{FileName|Mod/Part}} folder) and can be called from the Python interpreter by typing:
Ein typisches Beispiel, das auf der [https://www.opencascade.com/doc/occt-6.9.0/overview/html/occt__tutorial.html OpenCasCade Technology Website] zu finden ist, ist der Bau einer Flasche. Dies ist auch eine gute Übung für FreeCAD. Wenn du unserem Beispiel unten und der OCC-Seite gleichzeitig folgst, wirst du sehen, wie gut OCC Strukturen in FreeCAD implementiert sind. Das Skript ist in der FreeCAD Installation enthalten (innerhalb des Ordners {{FileName|Mod/Part}}) und kann vom Python Interpreter durch Eintippen aufgerufen werden:

{{Code|code=
{{Code|code=
import Part
import Part
Line 764: Line 731:
Part.show(bottle)
Part.show(bottle)
}}
}}
{{Top}}
[[#top|Anfang]]
<span id="The_script"></span>

===Das Skript====
===Das Skript====


Für die Zwecke dieses Tutoriums werden wir eine reduzierte Version des Skripts in Betracht ziehen. In dieser Version wird die Flasche nicht ausgehöhlt, und der Flaschenhals wird nicht mit einem Gewinde versehen.
Für die Zwecke dieses Tutoriums werden wir eine reduzierte Version des Skripts in Betracht ziehen. In dieser Version wird die Flasche nicht ausgehöhlt, und der Flaschenhals wird nicht mit einem Gewinde versehen.

{{Code|code=
{{Code|code=
import FreeCAD as App
import Part, math
import Part, math
from FreeCAD import Base


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


aArcOfCircle = Part.Arc(aPnt2, aPnt3, aPnt4)
aArcOfCircle = Part.Arc(aPnt2, aPnt3, aPnt4)
Line 789: Line 757:
aWire=Part.Wire([aEdge1, aEdge2, aEdge3])
aWire=Part.Wire([aEdge1, aEdge2, aEdge3])


aTrsf=Base.Matrix()
aTrsf=App.Matrix()
aTrsf.rotateZ(math.pi) # rotate around the z-axis
aTrsf.rotateZ(math.pi) # rotate around the z-axis


Line 797: Line 765:


myFaceProfile=Part.Face(myWireProfile)
myFaceProfile=Part.Face(myWireProfile)
aPrismVec=Base.Vector(0, 0, myHeight)
aPrismVec=App.Vector(0, 0, myHeight)
myBody=myFaceProfile.extrude(aPrismVec)
myBody=myFaceProfile.extrude(aPrismVec)


myBody=myBody.makeFillet(myThickness / 12.0, myBody.Edges)
myBody=myBody.makeFillet(myThickness / 12.0, myBody.Edges)


neckLocation=Base.Vector(0, 0, myHeight)
neckLocation=App.Vector(0, 0, myHeight)
neckNormal=Base.Vector(0, 0, 1)
neckNormal=App.Vector(0, 0, 1)


myNeckRadius = myThickness / 4.
myNeckRadius = myThickness / 4.
Line 815: Line 783:
Part.show(el)
Part.show(el)
}}
}}
{{Top}}
[[#top|Anfang]]
<span id="Detailed_explanation"></span>

===Detaillierte Erklärung===
===Detaillierte Erklärung===

{{Code|code=
{{Code|code=
import FreeCAD as App
import Part, math
import Part, math
from FreeCAD import Base
}}
}}

We will need, of course, the {{incode|Part}} module, but also the {{incode|FreeCAD.Base}} module, which contains basic FreeCAD structures like vectors and matrices.
Wir benötigen natürlich das Modul {{incode|FreeCAD}} und den Arbeitsbereich {{incode|Part}}.


{{Code|code=
{{Code|code=
def makeBottleTut(myWidth = 50.0, myHeight = 70.0, myThickness = 30.0):
def makeBottleTut(myWidth = 50.0, myHeight = 70.0, myThickness = 30.0):
aPnt1=Base.Vector(-myWidth / 2., 0, 0)
aPnt1=App.Vector(-myWidth / 2., 0, 0)
aPnt2=Base.Vector(-myWidth / 2., -myThickness / 4., 0)
aPnt2=App.Vector(-myWidth / 2., -myThickness / 4., 0)
aPnt3=Base.Vector(0, -myThickness / 2., 0)
aPnt3=App.Vector(0, -myThickness / 2., 0)
aPnt4=Base.Vector(myWidth / 2., -myThickness / 4., 0)
aPnt4=App.Vector(myWidth / 2., -myThickness / 4., 0)
aPnt5=Base.Vector(myWidth / 2., 0, 0)
aPnt5=App.Vector(myWidth / 2., 0, 0)
}}
}}


Here we define our {{incode|makeBottleTut}} function. This function can be called without
Hier definieren wir unsere {{incode|makeBottleTut}} Funktion. Diese Funktion kann aufgerufen werden ohne
Argumente, wie wir es oben getan haben, in diesem Fall Standardwerte für Breite und Höhe, und Dicke verwendet werden. Dann definieren wir ein paar Punkte, die verwendet werden für den Aufbau unseres Basisprofils.
arguments, like we did above, in which case default values for width, height,
and thickness will be used. Then, we define a couple of points that will be used
for building our base profile.


{{Code|code=
{{Code|code=
Line 845: Line 813:
}}
}}


Hier definieren wir die Geometrie: einen Bogen, der aus drei Punkten besteht, und zwei Liniensegmente, die aus zwei Punkten bestehen.
Here we define the geometry: an arc, made of three points, and two line segments, made of two points.


{{Code|code=
{{Code|code=
Line 855: Line 823:
}}
}}


Erinnerst du dich an den Unterschied zwischen Geometrie und Formen? Hier bauen wir Formen aus unserer Konstruktionsgeometrie. Drei Kanten (Kanten können gerade sein oder gebogen), dann einen Draht hergestellt aus diesen drei Kanten.
Remember the difference between geometry and shapes? Here we build
shapes out of our construction geometry. Three edges (edges can be straight
or curved), then a wire made of those three edges.


{{Code|code=
{{Code|code=
...
...
aTrsf=Base.Matrix()
aTrsf=App.Matrix()
aTrsf.rotateZ(math.pi) # rotate around the z-axis
aTrsf.rotateZ(math.pi) # rotate around the z-axis


Line 869: Line 835:
}}
}}


Bislang haben wir nur ein halbes Profil erstellt. Anstatt das ganze Profil zu bauen
So far we have built only a half profile. Instead of building the whole profile
Auf die gleiche Weise können wir einfach spiegeln, was wir getan haben, und beide Hälften zusammenkleben. Zuerst erstellen wir eine Matrix. Eine Matrix ist ein sehr gebräuchlicher Weg, um Transformationen auf Objekte in der 3D Welt anzuwenden, da sie in einer Struktur alle grundlegenden Transformationen, denen 3D Objekte unterzogen werden können (Verschieben, Drehen und Skalieren) enthalten. Nachdem wir die Matrix erstellt haben, spiegeln wir sie, dann erstellen wir eine Kopie unseres Drahtes und wenden die Transformationsmatrix darauf an. Wir haben jetzt zwei Drähte, und können wir einen dritten Draht aus ihnen machen, da Drähte eigentlich Listen von Kanten sind.
the same way, we can just mirror what we did and glue both halves together.
We first create a matrix. A matrix is a very common way to apply transformations
to objects in the 3D world, since it can contain in one structure all basic
transformations that 3D objects can undergo (move, rotate and scale).
After we create the matrix we mirror it, then we create a copy of our wire
and apply the transformation matrix to it. We now have two wires, and
we can make a third wire out of them, since wires are actually lists of edges.


{{Code|code=
{{Code|code=
...
...
myFaceProfile=Part.Face(myWireProfile)
myFaceProfile=Part.Face(myWireProfile)
aPrismVec=Base.Vector(0, 0, myHeight)
aPrismVec=App.Vector(0, 0, myHeight)
myBody=myFaceProfile.extrude(aPrismVec)
myBody=myFaceProfile.extrude(aPrismVec)


Line 887: Line 847:
}}
}}


Nun, da wir einen geschlossenen Draht haben, kann er in eine Fläche verwandelt werden. Sobald wir eine Fläche haben, können wir es extrudieren. Auf diese Weise machen wir einen Festkörper. Dann wenden wir eine schöne kleine Verrundung auf unser Objekt an, weil wir uns um gutes Design kümmern, nicht wahr?
Now that we have a closed wire, it can be turned into a face. Once we have a face,

we can extrude it. In doing so, we make a solid. Then we apply a nice little
fillet to our object because we care about good design, don't we?
{{Code|code=
{{Code|code=
...
...
neckLocation=Base.Vector(0, 0, myHeight)
neckLocation=App.Vector(0, 0, myHeight)
neckNormal=Base.Vector(0, 0, 1)
neckNormal=App.Vector(0, 0, 1)


myNeckRadius = myThickness / 4.
myNeckRadius = myThickness / 4.
Line 899: Line 858:
myNeck = Part.makeCylinder(myNeckRadius, myNeckHeight, neckLocation, neckNormal)
myNeck = Part.makeCylinder(myNeckRadius, myNeckHeight, neckLocation, neckNormal)
}}
}}

At this point, the body of our bottle is made, but we still need to create a neck. So we
An diesem Punkt ist der Körper unserer Flasche hergestellt, aber wir müssen noch einen Hals schaffen. Wir stellen einen neuen Körper mit einem Zylinder her.
make a new solid, with a cylinder.

{{Code|code=
{{Code|code=
...
...
myBody = myBody.fuse(myNeck)
myBody = myBody.fuse(myNeck)
}}
}}

The fuse operation is very powerful. It will take care of gluing what needs to be glued and remove parts that need to be removed.
Der Verschmelzungsoperation ist sehr leistungsstark. Sie kümmert sich um das Kleben, was geklebt werden muss, und entfernt Teile, die entfernt werden müssen.

{{Code|code=
{{Code|code=
...
...
return myBody
return myBody
}}
}}

Then, we return our Part solid as the result of our function.
Dann geben wir als Ergebnis unserer Funktion unseren Part Volumenkörper zurück.

{{Code|code=
{{Code|code=
el = makeBottleTut()
el = makeBottleTut()
Part.show(el)
Part.show(el)
}}
}}
Finally, we call the function to actually create the part, then make it visible.

[[#top|top]]


Schließlich rufen wir die Funktion auf, um das Teil tatsächlich zu erstellen und es dann sichtbar zu machen.
{{Top}}
<span id="Example:_Pierced_box"></span>
==Beispiel: Durchbohrter Quader==
==Beispiel: Durchbohrter Quader==


Hier ist ein vollständiges Beispiel für den Bau eines durchbohrten Quaders.
Here is a complete example of building a pierced box.

Der Aufbau erfolgt von einer Seite nach der anderen. Wenn der Würfel fertig ist, wird er durch das Durchschneiden eines Zylinders ausgehöhlt.


The construction is done one side at a time. When the cube is finished, it is hollowed out by cutting a cylinder through it.
{{Code|code=
{{Code|code=
import FreeCAD as App
import Part, math
import Part, math
from FreeCAD import Base


size = 10
size = 10
Line 938: Line 903:
face6 = Part.Face(poly)
face6 = Part.Face(poly)
myMat = Base.Matrix()
myMat = App.Matrix()


myMat.rotateZ(math.pi / 2)
myMat.rotateZ(math.pi / 2)
face2.transformShape(myMat)
face2.transformShape(myMat)
face2.translate(Base.Vector(size, 0, 0))
face2.translate(App.Vector(size, 0, 0))


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


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


myMat = Base.Matrix()
myMat = App.Matrix()


myMat.rotateX(-math.pi / 2)
myMat.rotateX(-math.pi / 2)
Line 958: Line 923:


face6.transformShape(myMat)
face6.transformShape(myMat)
face6.translate(Base.Vector(0, 0, size))
face6.translate(App.Vector(0, 0, size))


myShell = Part.makeShell([face1, face2, face3, face4, face5, face6])
myShell = Part.makeShell([face1, face2, face3, face4, face5, face6])
Line 964: Line 929:


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


cut_part = mySolid.cut(myCyl)
cut_part = mySolid.cut(myCyl)
Line 970: Line 935:
Part.show(cut_part)
Part.show(cut_part)
}}
}}
{{Top}}
[[#top|top]]
<span id="Loading_and_saving"></span>

==Laden und Speichern==
==Laden und Speichern==


There are several ways to save your work. You can of course save your FreeCAD document, but you can also save [[Part_workbench|Part]] objects directly to common CAD formats, such as BREP, IGS, STEP and STL.
Es gibt mehrere Möglichkeiten, deine Arbeit zu speichern. Du kannst natürlich dein FreeCAD Dokument speichern, aber Du kannst auch [[Part_Workbench/de|Part]] Objekte direkt in gängigen CAD Formaten wie BREP, IGS, STEP und STL speichern.

Das Speichern einer Form in einer Datei ist einfach. Es stehen die Methoden {{incode|exportBrep()}}, {{incode|exportIges()}}, {{incode|exportStep()}} und {{incode|exportStl()}} für alle Formobjekte zur Verfügung. Also, ausführen:


Saving a shape to a file is easy. There are {{incode|exportBrep()}}, {{incode|exportIges()}}, {{incode|exportStep()}} and {{incode|exportStl()}} methods available for all shape objects.
So, doing:
{{Code|code=
{{Code|code=
import Part
import Part
Line 983: Line 948:
s.exportStep("test.stp")
s.exportStep("test.stp")
}}
}}

will save our box into a STEP file. To load a BREP, IGES or STEP file:
wird unseren Quader in eine STEP Datei gespeichert. Um eine BREP , IGES oder STEP Datei zu laden:

{{Code|code=
{{Code|code=
import Part
import Part
Line 989: Line 956:
s.read("test.stp")
s.read("test.stp")
}}
}}

To convert a STEP file to an IGS file:
Um eine STEP Datei in eine IGS Datei umzuwandeln:

{{Code|code=
{{Code|code=
import Part
import Part
Line 996: Line 965:
s.exportIges("file.igs") # outbound file igs
s.exportIges("file.igs") # outbound file igs
}}
}}
{{Top}}
[[#top|Anfang]]


{{Docnav/de
{{Docnav/de
Line 1,006: Line 975:
[[Category:Developer Documentation{{#translation:}}]]
[[Category:Developer Documentation{{#translation:}}]]
[[Category:Python Code{{#translation:}}]]
[[Category:Python Code{{#translation:}}]]
{{clear}}

Latest revision as of 12:41, 13 October 2023

Einleitung

Hier wird erklärt, wie sich der Arbeitsbereich Part direkt aus dem FreeCAD-Python-Interpreter oder aus einem externen Skript heraus steuern lässt. Unter Skripten und FreeCAD Grundlagen Skripten finden sich weitere Informationen über die Funktionsweise von Python-Skripten in FreeCAD. Für Python-Anfänger ist es eine gute Idee, zuerst die Einführung in Python zu lesen.

Siehe auch

Klassendiagramm

Dies ist ein Überblick über die wesentlichen Klassen des Arbeitsbereichs Part in Form eines UML-Diagramms. Siehe Unified Modeling Language :

Python-Klassen des Arbeitsbereichs Part
Python-Klassen des Arbeitsbereichs Part

Anfang

Geometrie

Geometrische Objekte sind die Bausteine aller topologischen Objekte:

  • Geom Basisklasse der geometrischen Objekte
  • Line Eine gerade Linie im Raum, definiert durch den Start- und Endpunkt
  • Circle Kreis oder Kreissegment, definiert durch einen Mittelpunkt sowie Start- und Endpunkt
  • Usw.

Anfang

Topologie

Die folgenden topologischen Datentypen stehen zur Verfügung:

  • Compound Eine Gruppe von beliebigen topologischen Objekten.
  • Compsolid Ein zusammengesetzter Körper (composite solid) ist ein Satz (eine Menge) von Körpern, die über ihre Flächen verbunden sind. Dies erweitert das Konzept von WIRE and SHELL auf (Fest-)Körper (solids).
  • Solid Ein Teil des (Konstruktion-)Raumes, der durch eine geschlossene Hülle begrenzt ist. Ein Solid (Festkörper) ist dreidimensional.
  • Shell Hülle = Ein Satz (eine Menge) von über ihre Kanten verbundenen Flächen. Eine Hülle kann offen oder geschlossen sein.
  • Face In 2D ist es ein Teil einer Ebene; in 3D ist es ein Teil einer Oberfläche (Trägerfläche). Die Form wird durch Konturen begrenzt (getrimmt). Ein Face (eine Fläche) ist zweidimensional (hat keine Wandstärke).
  • Wire Ein Satz von über ihre Endpunkten verknüpften Kanten. Ein "Wire" kann eine offene oder geschlossene Form haben, je nach dem ob Start- und Endpunkt verbunden sind oder nicht.
  • Edge Ein topologisches Element (Kante) das einer begrenzten Kurve entspricht. Eine Kante ist generell durch Knoten(-punkte) (Vertizes) begrenzt. Eine Kante (Edge) ist eindimensional (hat keine radiale Ausdehnung).
  • Vertex Ein topologisches Element das einem (Knoten-)Punkt entspricht. Es ist nulldimensional.
  • Shape (Form) ist der Oberbegriff für all die zuvor aufgezählten Elemente.

Anfang

Beispiel: Einfache Topologie erstellen

Wire

Wir werden nun eine Topologie erstellen, indem wir sie mit einfacheren Geometrien konstruieren. Als Beispiel verwenden wir ein Teil, wie im Bild zu sehen, das aus vier Knoten, zwei Kreisen und zwei Linien besteht.

Anfang

Geometrie erstellen

Zuerst erstellen wir die individuellen geometrischen Teile dieses Drahtes (Wire). Dabei stellen wir sicher, dass die Teile, die später verbunden werden, dieselben Knoten verwenden.

Also erstellen wir zuerst die (Knoten-)Punkte (Vertices/Vertexes):

import FreeCAD as App
import Part
V1 = App.Vector(0, 10, 0)
V2 = App.Vector(30, 10, 0)
V3 = App.Vector(30, -10, 0)
V4 = App.Vector(0, -10, 0)

Anfang

Bogen

Circle


Für jeden Bogen benötigen wir einen Hilfspunkt:

VC1 = App.Vector(-10, 0, 0)
C1 = Part.Arc(V1, VC1, V4)
VC2 = App.Vector(40, 0, 0)
C2 = Part.Arc(V2, VC2, V3)

Anfang

Linie

Line


Die Linienabschnitte können aus zwei Punkten erstellt werden:

L1 = Part.LineSegment(V1, V2)
L2 = Part.LineSegment(V3, V4)

Anfang

Alles zusammensetzen

Der letzte Schritt besteht darin, die geometrischen Basiselemente zusammenzusetzen und zu einer topologischen Form (Shape) zu vereinigen:

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

Anfang

Ein prismatisches Objekt erstellen

Jetzt wird der Draht in eine Richtung extrudiert und so eine wirkliche 3D-Form erstellt:

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

Anfang

Alles anzeigen

Part.show(P)

Anfang

Grundformen erstellen

Topologische Grundobjekte können ganz einfach mit den Methoden make...() aus dem Arbeitsbereich Part erstellen:

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

Einige verfügbare make...() Methoden:

  • makeBox(l, w, h, [p, d]) Erstellt einen Quader, der sich in p befindet und in die Richtung d zeigt, mit den Abmessungen (l,w,h).
  • makeCircle(radius) Erstellt einen Kreis mit einem gegebenen Radius.
  • makeCone(radius1, radius2, height) Erstellt einen Kegel mit den gegebenen Radien und der Höhe.
  • makeCylinder(radius, height) Erstellt einen Zylinder mit gegebenen Radius und Höhe.
  • makeLine((x1, y1, z1), (x2, y2, z2)) Erstellt eine Linie aus zwei Punkten.
  • makePlane(length, width) Erstellt eine Ebene mit Länge und Breite.
  • makePolygon(list) Erstellt ein Polygon aus einer Liste von Punkten.
  • makeSphere(radius) Erstellt eine Kugel mit einem bestimmten Radius.
  • makeTorus(radius1, radius2) Erstellt einen Torus mit den gegebenen Radien.

Siehe die Seite Part API oder diese autogenerated Python Part API documentation für eine vollständige Liste der verfügbaren Methoden des Arbeitsbereichs Part.

Anfang

Module Importieren

Zuerst müssen wir das FreeCAD-Modul und den Arbeitsbereich Part importieren, damit wir ihre Inhalte in Python verwenden können:

import FreeCAD as App
import Part

Anfang

Einen Vektor erstellen

Vektoren gehören zu den wichtigsten Informationsbestandteilen beim Erstellen von Formen. Sie enthalten in der Regel (aber nicht zwangsläufig immer) drei Zahlen, die kartesischen Koordinaten x, y und z. Und so wird ein Vektor erstellt:

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

Wir haben soeben einen Vektor mit den Koordinaten x = 3, y = 2, z = 0 erstellt. Im Arbeitsbereich Part werden Vektoren überall verwendet. Part-Formen verwenden auch eine andere Art von Punktdarstellung namens Knoten (Vertex), die einfach ein Behälter für einen Vektor ist. So greift man auf den Vektor eines Knoten zu:

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

Anfang

Eine Kante erstellen

Eine Kante ist nichts anderes als eine Linie mit zwei Knoten:

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

Hinweis: Eine Kante kann auch durch Übergabe von zwei Vektoren erstellt werden:

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

So findet man die Länge und den Mittelpunkt einer Kante:

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

Anfang

Die Form auf den Bildschirm bringen

Bisher haben wir ein Kantenobjekt erstellt, das aber nirgendwo auf dem Bildschirm erscheint. Das liegt daran, dass die FreeCAD-3D-Szene nur etwas anzeigt, wenn man ihr sagt, dass sie es anzeigen soll. Um das zu tun, verwenden wir folgende einfache Methode:

Part.show(edge)

Die Anzeigefunktion (.show) erzeugt ein Objekt in unserem FreeCAD-Dokument und weist ihm unsere Form "edge" zu. Sie wird verwendet, wenn es an der Zeit ist, das Erstellte auf dem Bildschirm anzuzeigen.

Anfang

Einen Draht erstellen

Ein Draht (Wire) ist eine Linie aus mehreren Kanten und kann aus einer Liste von Kanten oder sogar einer Liste von Drähten erstellt werden:

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) zeigt die 4 Kanten, die unseren Draht bilden (in der 3D-Ansicht) an. Weitere nützliche Informationen können leicht abgerufen werden:

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

Anfang

Eine Fläche erstellen

Nur Flächen (Faces), die aus geschlossenen Drähten erstellt wurden, sind gültig. In diesem Beispiel ist wire3 ein geschlossener Draht, aber wire2 ist kein geschlossener Draht (siehe oben).

face = Part.Face(wire3)
face.Area
> 99.99999999999999
face.CenterOfMass
> Vector (5, 5, 0)
face.Length
> 40.0
face.isValid()
> True
sface = Part.Face(wire2)
sface.isValid()
> False

Nur Flächen haben einen Flächeninhalt (area), Drähte und Kanten haben keinen.

Anfang

Einen Kreis erstellen

So kann ein Kreis erstellt werden:

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

Wenn er an einer bestimmten Stelle und mit einer bestimmten Ausrichtung erstellt werden soll:

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

ccircle wird mit dem Abstand 10 vom X-Ursprung erstellt und ist nach außen entlang der X-Achse ausgerichtet. Hinweis: makeCircle() akzeptiert nur einen App.Vector() für die Position und normale Parameter, keine Tupel. Du kannst auch einen Teil des Kreises durch Angabe eines Anfangs- und eines Endwinkels erstellen:

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

Winkel sollten in Grad angegeben werden. Liegt ein Wert in Bogenmaß vor, wird er einfach mit folgender Formel umgewandelt: Grad = Bogenmaß * 180/pi oder mit Hilfe des Python-Moduls math:

import math
degrees = math.degrees(radians)

Anfang

Einen Bogen über Punkte erstellen

Leider gibt es keine Funktion makeArc(), aber wir haben die Funktion Part.Arc() um einen Bogen (Arc) durch drei Punkte zu erzeugen. Sie erzeugt ein Arc-Objekt, das den Startpunktes mit dem Endpunkt über den Mittelpunkt verbindet. Die Funktion toShape() des Arc-Objekts muss aufgerufen werden, um ein Edge-Objekt zu erhalten, wie bei der Verwendung von Part.LineSegment anstelle von Part.makeLine.

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

Arc() akzeptiert nur App.Vector() für Punkte, aber keine Tupel. Einen Bogen kann man auch durch Verwendung eines Kreisabschnitts erhalten:

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

Bögen sind gültige Kanten wie Linien, so dass sie auch in Drähten verwendet werden können.

Anfang

Ein Vieleck erstellen

Ein Vieleck (Polygon) ist einfach ein Draht mit mehreren geraden Kanten. Die Funktion makePolygon() nimmt eine Liste von Punkten entgegen und erstellt einen Draht durch diese Punkte:

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

Anfang

Eine Bézier-Kurve erstellen

Bézier-Kurven werden verwendet, um weiche Kurven mit einer Reihe von Polen (Punkten) und optionalen Gewichten zu modellieren. Die folgende Funktion erstellt eine Part.BezierCurve() aus einer Reihe von FreeCAD.Vector() Punkten. (Hinweis: Soll ein einzelner Pol oder ein Gewicht mit "get" und "set" (-Methoden und Indizes) angesprochen werden, beginnen die Indizes bei 1, nicht bei 0.)

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

Anfang

Eine Ebene erstellen

Eine Ebene (Plane) ist eine ebene rechteckige Fläche. Die Methode, mit der eine Ebene erstellt wird, ist makePlane(length, width, [start_pnt, dir_normal]). Standardmäßig sind start_pnt = Vektor(0, 0, 0) und dir_normal = Vektor(0, 0, 1). Ist dir_normal = Vector(0, 0, 1) wird eine Ebene, die in Richtung der positiven Z-Achse zeigt, erstellt, während dir_normal = Vector(1, 0, 0) eine Ebene erzeugt, die in Richtung der positiven X-Achse zeigt:

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

BoundBox ist ein Quader, der die Ebene einschließt, mit einer Diagonale, die bei (3, 0, 0) beginnt und bei (5, 0, 2) endet. Hier ist die Ausdehnung der BoundBox entlang der Y-Achse Null, da unsere Form völlig eben ist.

Hinweis: makePlane() akzeptiert nur App.Vector() für start_pnt und dir_normal, nicht aber Tupel.

Anfang

Eine Ellipse erstellen

Es gibt mehrere Möglichkeiten, eine Ellipse zu erstellen:

Part.Ellipse()

Erzeugt eine Ellipse mit Hauptradius 2 und Nebenradius 1 mit dem Mittelpunkt bei (0,0,0).

Part.Ellipse(Ellipse)

Erstellt eine Kopie der angegebenen Ellipse.

Part.Ellipse(S1, S2, Center)

Erzeugt eine Ellipse, die auf den Punkt Mitte zentriert ist, an dem die Ebene der Ellipse definiert ist durch Mittelpunkt, S1 und S2, ihre Hauptachse definiert ist durch Mittelpunkt und S1, sein Hauptradius ist der Abstand zwischen Mittelpunkt und S1, und sein kleiner Radius ist der Abstand zwischen S2 und der Hauptachse.

Part.Ellipse(Center, MajorRadius, MinorRadius)

Erstellt eine Ellipse mit Haupt- und Nebenradien Hauptradius und Nebenradius, die sich in der durch den Mittelpunkt definierten Ebene und der Normalen (0,0,1) befinden.

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

Im obigen Code haben wir S1, S2 und Mitte überschritten. Ähnlich wie Arc, Ellipse erzeugt ein Ellipsenobjekt, aber keine Kante, also müssen wir es in eine Kante mit toShape() zur Anzeige konvertieren.

Hinweis: Ellipse() akzeptiert nur App.Vector() für Punkte, nicht aber für Tupel.

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

Für den obigen Ellipsenkonstruktor haben wir Mitte, HauptRadius und NebenRadius überschritten.

Anfang

Erstellen eines Torus

Verwende makeTorus(radius1, radius2, [pnt, dir, Winkel1, Winkel2, Winkel]). Standardmäßig ist pnt = Vektor(0, 0, 0), dir = Vektor(0, 0, 1), Winkel1 = 0, Winkel2 = 360 und Winkel = 360. Betrachte einen Torus als kleinen Kreis, der entlang eines großen Kreises verläuft. Radius1 ist der Radius des großen Kreises, Radius2 ist der Radius des kleinen Kreises, pnt ist der Mittelpunkt des Torus und dir ist die Normalenrichtung. winkel1 und winkel2 sind Winkel in Grad für den kleinen Kreis; der letzte Winkelparameter besteht darin, einen Schnitt von den Torus:

torus = Part.makeTorus(10, 2)

Der obige Code erzeugt einen Torus mit Durchmesser 20 (Radius 10) und Dicke 4 (kleiner Kreisradius 2)

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

Der obige Code erzeugt eine Scheibe des Torus.

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

Der obige Code erzeugt einen Halbtorus; nur der letzte Parameter wird geändert. d.h. die restlichen Winkel sind Standardwerte. Die Angabe des Winkels 180 bewirkt den Torus von 0 bis 180, d.h. einen halben Torus, erzeugen.

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Kasten oder Quader erstellen

Verwendung von makeBox(Länge, Breite, Höhe, [pnt, dir]). Standardmäßig werden pnt = Vektor(0, 0, 0) und dir = Vektor(0, 0, 1) verwendet.

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

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Erstelle eine Kugel

Mit makeSphere(radius, [pnt, dir, winkel1, winkel2, winkel3]). Standardmäßig pnt = Vektor(0, 0, 0), dir = Vektor(0, 0, 1), Winkel1 = -90, Winkel2 = 90 und Winkel3 = 360. Winkel1 und Winkel2 sind das vertikale Minimum und Maximum der Kugel, Winkel3 ist der Kugeldurchmesser.

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

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Erstellen eines Zylinders

Verwende makeCylinder(Radius, Höhe, [pnt, dir, Winkel]). Standardmäßig pnt = Vektor(0, 0, 0), dir = Vektor(0, 0, 1) und Winkel = 360.

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

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Erstellen eines Kegels

Verwendung makeCone(radius1, radius2, höhe, [pnt, dir, winkel]). Standardmäßig pnt = Vektor(0, 0, 0), dir = Vektor(0, 0, 1) und Winkel = 360.

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

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Formen ändern

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, Formen zu ändern. Einige sind einfache Transformationsoperationen wie das Verschieben oder Drehen von Formen, andere sind komplexer, wie die Vereinigung und die Differenz, das Subtrahieren einer Form von einer anderen.

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Transformationsvorgänge

Verschieben einer Form

Verschieben ist das Bewegen einer Form von einem Ort zum anderen. Jede Form (Kante, Fläche, Würfel, usw...) kann auf die gleiche Weise verschoben werden:

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

Dadurch wird die Form "myShape" um 2 Einheiten in X-Richtung verschoben.

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Drehen einer Form

Um eine Form zu drehen, muss ein Drehpunkt (auf der Achse), die (Ausrichtung der) Achse und der Drehwinkel angegeben werden:

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

Der obige Code dreht die Form um 180° um die Z-Achse.

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Matrix-Transformationen

Eine Matrix ist eine sehr bequeme Möglichkeit, in der 3D Welt Transformationen zu speichern. In einer einzigen Matrix können Werte für das Verschieben, Drehen und Skalieren festgelegt werden, die auf ein Objekt angewendet werden sollen. Zum Beispiel:

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

Hinweis: FreeCAD-Matrizen arbeiten mit Bogenmaß. Außerdem können fast alle Matrix-Operationen die einen Vektor akzeptieren, auch drei Zahlen akzeptieren, so dass diese beiden Zeilen dasselbe tun:

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

Wenn unsere Matrix einmal festgelegt ist, können wir sie auf unsere Form anwenden. FreeCAD bietet zwei Methoden, um das zu tun: transformShape() und transformGeometry(). Der Unterschied ist, dass man bei der ersten sicher sein kann, dass keine Verformungen auftreten (siehe Skalieren einer Form unten). Wir können unsere Transformation wie folgt anwenden:

myShape.transformShape(myMat)

oder

myShape.transformGeometry(myMat)

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Skalieren einer Form

Das Skalieren einer Form ist eine gefährlichere Operation, denn im Gegensatz zum Verschieben oder Drehen kann ungleichmäßiges Skalieren (mit unterschiedlichen Werten für X, Y und Z) die Struktur der Form verändern. Beispielsweise kann das Skalieren eines Kreises, mit einem höheren Wert für horizontal als für vertikal, ihn in eine Ellipse umwandeln, die sich mathematisch ganz anders verhält. Für das Skalieren kann transformShape() nicht verwendet werden, wir müssen transformGeometry() verwenden:

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

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Boolesche Operationen

Differenz

Das Subtrahieren einer Form von einer anderen Form wird in FreeCAD "Differenz" genannt (engl. Cut), und so wird es gemacht:

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

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Schnitt

Die Überschneidung zweier Formen, also das "gemeinsame" (engl. Common) Volumen, wird "Schnitt"(-objekt,) genannt, und so wird es gemacht:

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

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Vereinigung

Das zusammenfügen von Formen wird "Vereinigung" genannt und funktioniert auf dieselbe Weise:

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

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Schnittkurve

Eine "Schnittkurve" ist der Schnitt (der Hüllflächen) einer Festkörper-Form und einer ebenen Form. Rückgabeobjekt ist eine Schnittkurve, eine Verbundkurve, die aus Kanten besteht.

cylinder1 = Part.makeCylinder(3, 10, App.Vector(0, 0, 0), App.Vector(1, 0, 0))
cylinder2 = Part.makeCylinder(3, 10, App.Vector(5, 0, -5), App.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>]

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Extrusion

Extrusion ist das Bewegen einer flachen Form in eine bestimmte Richtung, und hat als Ergebnis einen Festkörper. Ein ungefüllter Kreis (circle) wird durch Verschieben zu einem Hohlzylinder (tube):

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

Ist der Kreis gefüllt, also eine Scheibe/Fläche (disc), erhält man einen Festkörper-Zylinder:

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

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Formen untersuchen

Du kannst die topologische Datenstruktur leicht erkunden:

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

Durch tippen der obigen Zeilen in den Python Interpreter, erhälst du eine gutes Verständnis der Struktur von Teilobjekten. Hier hat unser makeBox() Befehl eine feste Form geschaffen. Dieser Volumenkörper enthält, wie alle Teil Volumenkörper, Flächen. Flächen enthalten immer Drähte, d.h. Listen von Kanten, die die Fläche begrenzen. Jede Fläche hat mindestens einen geschlossenen Draht (sie kann mehr haben, wenn die Fläche ein Loch hat). In dem Draht können wir jede Kante einzeln betrachten, und innerhalb jeder Kante können wir siehe die Eckpunkte. Gerade Kanten haben offensichtlich nur zwei Knoten.

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Kantenanalyse

Im Falle einer Kante, die eine willkürliche Kurve ist, ist es am wahrscheinlichsten, dass du eine Diskretisierung durchführen möchtest. In FreeCAD werden die Kanten durch ihre Länge parametrisiert. Das bedeutet, dass du eine Kante/Kurve anhand ihrer Länge entlang laufen kannst:

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

Jetzt kannst du auf viele Eigenschaften der Kante zugreifen, indem du die Länge als Position verwendest. Das heißt, wenn die Kante 100 mm lang ist, ist die Startposition 0 und die Endposition 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)

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Verwendung einer Auswahl

Hier sehen wir nun, wie wir eine Auswahl verwenden können, die der Benutzer im Betrachter getroffen hat. Zuerst erstellen wir einen Kasten und zeigen ihn im Betrachter an.

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

Wähle nun einige Flächen oder Kanten aus. Mit diesem Skript kannst du über alle ausgewählten Objekte und deren Unterelemente iterieren:

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)

Wähle einige Kanten aus und dieses Skript berechnet die Länge:

length = 0.0
for o in Gui.Selection.getSelectionEx():
    for s in o.SubObjects:
        length += s.Length

print("Length of the selected edges: ", length)

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Beispiel: Die OCC Flasche

Ein typisches Beispiel, das auf der OpenCasCade Technology Website zu finden ist, ist der Bau einer Flasche. Dies ist auch eine gute Übung für FreeCAD. Wenn du unserem Beispiel unten und der OCC-Seite gleichzeitig folgst, wirst du sehen, wie gut OCC Strukturen in FreeCAD implementiert sind. Das Skript ist in der FreeCAD Installation enthalten (innerhalb des Ordners Mod/Part) und kann vom Python Interpreter durch Eintippen aufgerufen werden:

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

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Das Skript=

Für die Zwecke dieses Tutoriums werden wir eine reduzierte Version des Skripts in Betracht ziehen. In dieser Version wird die Flasche nicht ausgehöhlt, und der Flaschenhals wird nicht mit einem Gewinde versehen.

import FreeCAD as App
import Part, math

def makeBottleTut(myWidth = 50.0, myHeight = 70.0, myThickness = 30.0):
    aPnt1=App.Vector(-myWidth / 2., 0, 0)
    aPnt2=App.Vector(-myWidth / 2., -myThickness / 4., 0)
    aPnt3=App.Vector(0, -myThickness / 2., 0)
    aPnt4=App.Vector(myWidth / 2., -myThickness / 4., 0)
    aPnt5=App.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=App.Matrix()
    aTrsf.rotateZ(math.pi) # rotate around the z-axis

    aMirroredWire=aWire.copy()
    aMirroredWire.transformShape(aTrsf)
    myWireProfile=Part.Wire([aWire, aMirroredWire])

    myFaceProfile=Part.Face(myWireProfile)
    aPrismVec=App.Vector(0, 0, myHeight)
    myBody=myFaceProfile.extrude(aPrismVec)

    myBody=myBody.makeFillet(myThickness / 12.0, myBody.Edges)

    neckLocation=App.Vector(0, 0, myHeight)
    neckNormal=App.Vector(0, 0, 1)

    myNeckRadius = myThickness / 4.
    myNeckHeight = myHeight / 10.
    myNeck = Part.makeCylinder(myNeckRadius, myNeckHeight, neckLocation, neckNormal)
    myBody = myBody.fuse(myNeck)

    return myBody

el = makeBottleTut()
Part.show(el)

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Detaillierte Erklärung

import FreeCAD as App
import Part, math

Wir benötigen natürlich das Modul FreeCAD und den Arbeitsbereich Part.

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

Hier definieren wir unsere makeBottleTut Funktion. Diese Funktion kann aufgerufen werden ohne Argumente, wie wir es oben getan haben, in diesem Fall Standardwerte für Breite und Höhe, und Dicke verwendet werden. Dann definieren wir ein paar Punkte, die verwendet werden für den Aufbau unseres Basisprofils.

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

Hier definieren wir die Geometrie: einen Bogen, der aus drei Punkten besteht, und zwei Liniensegmente, die aus zwei Punkten bestehen.

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

Erinnerst du dich an den Unterschied zwischen Geometrie und Formen? Hier bauen wir Formen aus unserer Konstruktionsgeometrie. Drei Kanten (Kanten können gerade sein oder gebogen), dann einen Draht hergestellt aus diesen drei Kanten.

...
    aTrsf=App.Matrix()
    aTrsf.rotateZ(math.pi) # rotate around the z-axis

    aMirroredWire=aWire.copy()
    aMirroredWire.transformShape(aTrsf)
    myWireProfile=Part.Wire([aWire, aMirroredWire])

Bislang haben wir nur ein halbes Profil erstellt. Anstatt das ganze Profil zu bauen Auf die gleiche Weise können wir einfach spiegeln, was wir getan haben, und beide Hälften zusammenkleben. Zuerst erstellen wir eine Matrix. Eine Matrix ist ein sehr gebräuchlicher Weg, um Transformationen auf Objekte in der 3D Welt anzuwenden, da sie in einer Struktur alle grundlegenden Transformationen, denen 3D Objekte unterzogen werden können (Verschieben, Drehen und Skalieren) enthalten. Nachdem wir die Matrix erstellt haben, spiegeln wir sie, dann erstellen wir eine Kopie unseres Drahtes und wenden die Transformationsmatrix darauf an. Wir haben jetzt zwei Drähte, und können wir einen dritten Draht aus ihnen machen, da Drähte eigentlich Listen von Kanten sind.

...
    myFaceProfile=Part.Face(myWireProfile)
    aPrismVec=App.Vector(0, 0, myHeight)
    myBody=myFaceProfile.extrude(aPrismVec)

    myBody=myBody.makeFillet(myThickness / 12.0, myBody.Edges)

Nun, da wir einen geschlossenen Draht haben, kann er in eine Fläche verwandelt werden. Sobald wir eine Fläche haben, können wir es extrudieren. Auf diese Weise machen wir einen Festkörper. Dann wenden wir eine schöne kleine Verrundung auf unser Objekt an, weil wir uns um gutes Design kümmern, nicht wahr?

...
    neckLocation=App.Vector(0, 0, myHeight)
    neckNormal=App.Vector(0, 0, 1)

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

An diesem Punkt ist der Körper unserer Flasche hergestellt, aber wir müssen noch einen Hals schaffen. Wir stellen einen neuen Körper mit einem Zylinder her.

...
    myBody = myBody.fuse(myNeck)

Der Verschmelzungsoperation ist sehr leistungsstark. Sie kümmert sich um das Kleben, was geklebt werden muss, und entfernt Teile, die entfernt werden müssen.

...
    return myBody

Dann geben wir als Ergebnis unserer Funktion unseren Part Volumenkörper zurück.

el = makeBottleTut()
Part.show(el)

Schließlich rufen wir die Funktion auf, um das Teil tatsächlich zu erstellen und es dann sichtbar zu machen.

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Beispiel: Durchbohrter Quader

Hier ist ein vollständiges Beispiel für den Bau eines durchbohrten Quaders.

Der Aufbau erfolgt von einer Seite nach der anderen. Wenn der Würfel fertig ist, wird er durch das Durchschneiden eines Zylinders ausgehöhlt.

import FreeCAD as App
import Part, math

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 = App.Matrix()

myMat.rotateZ(math.pi / 2)
face2.transformShape(myMat)
face2.translate(App.Vector(size, 0, 0))

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

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

myMat = App.Matrix()

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

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

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

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

cut_part = mySolid.cut(myCyl)

Part.show(cut_part)

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Laden und Speichern

Es gibt mehrere Möglichkeiten, deine Arbeit zu speichern. Du kannst natürlich dein FreeCAD Dokument speichern, aber Du kannst auch Part Objekte direkt in gängigen CAD Formaten wie BREP, IGS, STEP und STL speichern.

Das Speichern einer Form in einer Datei ist einfach. Es stehen die Methoden exportBrep(), exportIges(), exportStep() und exportStl() für alle Formobjekte zur Verfügung. Also, ausführen:

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

wird unseren Quader in eine STEP Datei gespeichert. Um eine BREP , IGES oder STEP Datei zu laden:

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

Um eine STEP Datei in eine IGS Datei umzuwandeln:

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

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