Topological data scripting/de: Difference between revisions
(Created page with "==== Import der notwendigen Module ==== Zuerst müssen wir den Part Arbeitsbereich importieren, damit wir seinen Inhalt in Python verwenden können. Wir werden auch das Basis...") |
(Updating to match new version of source page) |
||
(33 intermediate revisions by 2 users not shown) | |||
Line 1: | Line 1: | ||
<languages/> |
<languages/> |
||
<div class="mw-translate-fuzzy"> |
|||
{{docnav/de|Mesh Scripting/de|Mesh to Part/de}} |
{{docnav/de|Mesh Scripting/de|Mesh to Part/de}} |
||
</div> |
|||
{{TutorialInfo/de |
{{TutorialInfo/de |
||
Line 62: | Line 64: | ||
}} |
}} |
||
==== |
==== Bogen ==== |
||
[[Image:Circel.png|Circle]] |
[[Image:Circel.png|Circle]] |
||
Line 145: | Line 147: | ||
}} |
}} |
||
==== |
==== Erstellen eines Vektors ==== |
||
[http://en.wikipedia.org/wiki/Euclidean_vector |
[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 |
|||
important pieces of information when building shapes. They usually contain three numbers |
|||
(aber nicht notwendigerweise immer): die kartesischen Koordinaten x, y und z. Du erstelltst einen Vektor wie diesen: |
|||
(but not necessarily always): the x, y and z cartesian coordinates. You |
|||
create a vector like this: |
|||
{{Code|code= |
{{Code|code= |
||
Line 155: | Line 156: | ||
}} |
}} |
||
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 |
|||
We just created a vector at coordinates x=3, y=2, z=0. In the Part module, |
|||
Darstellung namens Vertex, die lediglich ein Behälter für einen Vektor ist. Du greifst auf den Vektor eines Knoten wie folgt zu: |
|||
vectors are used everywhere. Part shapes also use another kind of point |
|||
representation called Vertex which is simply a container |
|||
for a vector. You access the vector of a vertex like this: |
|||
{{Code|code= |
{{Code|code= |
||
Line 166: | Line 165: | ||
}} |
}} |
||
==== |
==== Erstellen einer Kante ==== |
||
Eine Kante ist nichts anderes als eine Linie mit zwei Knoten: |
|||
An edge is nothing but a line with two vertexes: |
|||
{{Code|code= |
{{Code|code= |
||
Line 175: | Line 174: | ||
}} |
}} |
||
Hinweis: Du kannst auch eine Kante erzeugen, indem du zwei Vektoren übergibst: |
|||
Note: You can also create an edge by passing two vectors: |
|||
{{Code|code= |
{{Code|code= |
||
Line 184: | Line 183: | ||
}} |
}} |
||
Du kannst die Länge und den Mittelpunkt einer Kante wie diese finden: |
|||
You can find the length and center of an edge like this: |
|||
{{Code|code= |
{{Code|code= |
||
Line 193: | Line 192: | ||
}} |
}} |
||
==== |
==== Die Form auf den Bildschirm bringen ==== |
||
Bisher haben wir ein Kantenobjekt erstellt, das aber nirgendwo auf dem Bildschirm erscheint. |
|||
So far we created an edge object, but it doesn't appear anywhere on the screen. |
|||
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: |
|||
only displays what you tell it to display. To do that, we use this simple |
|||
method: |
|||
{{Code|code= |
{{Code|code= |
||
Line 203: | Line 201: | ||
}} |
}} |
||
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. |
|||
The show function creates an object in our FreeCAD document and assigns our "edge" shape |
|||
to it. Use this whenever it is time to display your creation on screen. |
|||
==== |
==== Erstellen eines Drahts ==== |
||
Ein Draht ist eine Mehrkantenlinie und kann aus einer Liste von Kanten oder sogar einer Liste von Drähten erstellt werden: |
|||
A wire is a multi-edge line and can be created from a list of edges |
|||
or even a list of wires: |
|||
{{Code|code= |
{{Code|code= |
||
Line 223: | Line 219: | ||
}} |
}} |
||
Part.show(Draht3) zeigt die 4 Kanten, die unseren Draht bilden. Sonstige nützliche Informationen können leicht abgerufen werden: |
|||
Part.show(wire3) will display the 4 edges that compose our wire. Other |
|||
useful information can be easily retrieved: |
|||
{{Code|code= |
{{Code|code= |
||
Line 237: | Line 232: | ||
}} |
}} |
||
==== |
==== 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). |
|||
Only faces created from closed wires will be valid. In this example, wire3 |
|||
is a closed wire but wire2 is not a closed wire (see above) |
|||
{{Code|code= |
{{Code|code= |
||
Line 256: | Line 250: | ||
}} |
}} |
||
Nur Flächen haben eine Grundfläche, keine Drähte oder Kanten. |
|||
Only faces will have an area, not wires nor edges. |
|||
==== |
==== Erstellen eines Kreises ==== |
||
So einfach kann ein Kreis erstellt werden: |
|||
A circle can be created as simply as this: |
|||
{{Code|code= |
{{Code|code= |
||
Line 267: | Line 261: | ||
}} |
}} |
||
Wenn Du ihn an einer bestimmten Stelle und mit einer bestimmten Richtung erzeugen möchtest: |
|||
If you want to create it at a certain position and with a certain direction: |
|||
{{Code|code= |
{{Code|code= |
||
Line 275: | Line 269: | ||
}} |
}} |
||
Der Kreis wird im Abstand 10 vom x Ursprung erstellt und ist nach außen entlang der x Achse gerichtet. Hinweis: erzeugeKreis akzeptiert nur Base.Vector() für die Position und normale Parameter, nicht Tupel. Du kannst auch einen Teil des Kreises durch Angabe |
|||
ccircle will be created at distance 10 from the x origin and will be facing |
|||
eines Anfangs- und eines Endwinkels erstellen: |
|||
outwards along the x axis. Note: makeCircle only accepts Base.Vector() for the position |
|||
and normal parameters, not tuples. You can also create part of the circle by giving |
|||
a start and an end angle: |
|||
{{Code|code= |
{{Code|code= |
||
Line 286: | Line 278: | ||
}} |
}} |
||
Sowohl arc1 als auch arc2 bilden gemeinsam einen Kreis. Winkel sollten angegeben werden in |
|||
Grad; wenn Du Bogenmaß hast, wandelst Du sie einfach mit der Formel um: |
|||
degrees; if you have radians simply convert them using the formula: |
|||
Grad = Bogenmaß * 180/PI oder mit dem Mathematikmodul von python (nach dem ausführen von import |
|||
math, |
math, natürlich): |
||
{{Code|code= |
{{Code|code= |
||
Line 295: | Line 287: | ||
}} |
}} |
||
==== |
==== Erstellen eines Bogens entlang von Punkten ==== |
||
Leider gibt es keine makeArc-Funktion, aber wir haben die 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. |
|||
Unfortunately there is no makeArc function, but we have the Part.Arc function to |
|||
Die .toShape() Funktion des Bogenobjekts muss aufgerufen werden, um ein Kantenobjekt zu erhalten, |
|||
create an arc through three points. It creates an arc object |
|||
wie bei der Verwendung von Part.LineSegment anstelle von Part.makeLine. |
|||
joining the start point to the end point through the middle point. |
|||
The arc object's .toShape() function must be called to get an edge object, |
|||
the same as when using Part.LineSegment instead of Part.makeLine. |
|||
{{Code|code= |
{{Code|code= |
||
Line 309: | Line 299: | ||
}} |
}} |
||
Arc |
Arc akzeptiert nur Base.Vector() für Punkte, aber nicht für Tupel. arc_edge ist das, was wir wollen, was wir durch Verwendung von Part.show(arc_edge) anzeigen können. |
||
Du kannst einen Bogen auch unter Verwendung eines Kreisabschnitts erhalten: |
|||
we want which we can display using Part.show(arc_edge). You can also obtain |
|||
an arc by using a portion of a circle: |
|||
{{Code|code= |
{{Code|code= |
||
Line 319: | Line 308: | ||
}} |
}} |
||
Bögen sind gültige Kanten wie Linien, so dass sie auch in Drähten verwendet werden können. |
|||
Arcs are valid edges like lines, so they can be used in wires also. |
|||
==== |
==== Erstellen eines Polygons ==== |
||
Ein Polygon ist einfach ein Draht mit mehreren geraden Kanten. Die makePolygon |
|||
Funktion nimmt eine Liste von Punkten und erstellt einen Draht durch diese Punkte: |
|||
function takes a list of points and creates a wire through those points: |
|||
{{Code|code= |
{{Code|code= |
||
Line 329: | Line 318: | ||
}} |
}} |
||
==== |
==== Erstellen einer Bézier Kurve ==== |
||
Bézier |
Bézier Kurven werden verwendet, um sanfte 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: Wenn du einen einzelnen Pol oder ein Gewicht "erhältst" und "einstellst", beginnen die Indizes bei 1, nicht bei 0.) |
||
{{Code|code= |
{{Code|code= |
||
Line 340: | Line 329: | ||
}} |
}} |
||
==== |
==== 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 = |
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: |
|||
plane facing in the positive x axis direction: |
|||
{{Code|code= |
{{Code|code= |
||
Line 355: | Line 344: | ||
}} |
}} |
||
BoundBox |
BoundBox ist ein Quader, der die Ebene mit einer Diagonale beginnend bei |
||
(3,0,0) |
(3,0,0,0) und endet bei (5,0,2) einschliesst. Hier ist die BoundBox Dicke entlang der y-Achse Null, |
||
zumal unsere Form völlig flach ist. |
|||
since our shape is totally flat. |
|||
Hinweis: makePlane akzeptiert nur Base.Vector() für start_pnt und dir_normal, nicht aber Tupel. |
|||
==== |
==== Erstellen einer Ellipse ==== |
||
Es gibt mehrere Möglichkeiten, eine Ellipse zu erstellen: |
|||
There are several ways to create an ellipse: |
|||
{{Code|code= |
{{Code|code= |
||
Line 368: | Line 357: | ||
}} |
}} |
||
Erzeugt eine Ellipse mit Hauptradius 2 und Nebenradius 1 mit dem Mittelpunkt bei (0,0,0). |
|||
{{Code|code= |
{{Code|code= |
||
Line 374: | Line 363: | ||
}} |
}} |
||
Erstellt eine Kopie der angegebenen Ellipse. |
|||
Creates a copy of the given ellipse. |
|||
{{Code|code= |
{{Code|code= |
||
Line 380: | Line 369: | ||
}} |
}} |
||
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, |
|||
Creates an ellipse centered on the point Center, where the plane of the |
|||
und sein kleiner Radius ist der Abstand zwischen S2 und der Hauptachse. |
|||
ellipse is defined by Center, S1 and S2, its major axis is defined by |
|||
Center and S1, its major radius is the distance between Center and S1, |
|||
and its minor radius is the distance between S2 and the major axis. |
|||
{{Code|code= |
{{Code|code= |
||
Line 389: | Line 376: | ||
}} |
}} |
||
Erstellt eine Ellipse mit Haupt- und Nebenradien Hauptradius und Nebenradius, |
|||
Creates an ellipse with major and minor radii MajorRadius and MinorRadius, |
|||
die sich in der durch den Mittelpunkt definierten Ebene und der Normalen (0,0,1) befinden. |
|||
{{Code|code= |
{{Code|code= |
||
Line 397: | Line 384: | ||
}} |
}} |
||
Im obigen Code haben wir S1, S2 und Mitte überschritten. Ähnlich wie Arc, |
|||
erzeugt Ellipse ein Ellipsenobjekt, aber keine Kante, also müssen wir es in eine Kante mit toShape() zur Anzeige konvertieren. |
|||
Ellipse creates an ellipse object but not edge, so we need to |
|||
convert it into an edge using toShape() for display. |
|||
Hinweis: Arc akzeptiert nur Base.Vector() für Punkte, nicht aber für Tupel. |
|||
{{Code|code= |
{{Code|code= |
||
Line 408: | Line 394: | ||
}} |
}} |
||
für den obigen Ellipsenkonstruktor haben wir Mitte, MajorRadius und MinorRadius überschritten. |
|||
==== Creating a Torus ==== |
==== Creating a Torus ==== |
||
Line 739: | Line 725: | ||
=== Detailed explanation === |
=== Detailed explanation === |
||
{{Code|code= |
{{Code|code= |
||
import |
import math |
||
import Part |
|||
import FreeCAD |
|||
from FreeCAD import Base |
from FreeCAD import Base |
||
}} |
}} |
||
We will need, of course, the Part module, but also the FreeCAD.Base module, |
We will need, of course, the Part module, but also the FreeCAD.Base module, which contains basic FreeCAD structures like vectors and matrices. |
||
which contains basic FreeCAD structures like vectors and matrixes. |
|||
{{Code|code= |
{{Code|code= |
||
def makeBottle(myWidth=50.0, myHeight=70.0, myThickness=30.0): |
def makeBottle(myWidth=50.0, myHeight=70.0, myThickness=30.0): |
||
aPnt1=Base.Vector(-myWidth/2.,0,0) |
aPnt1 = Base.Vector(-myWidth/2.,0,0) |
||
aPnt2=Base.Vector(-myWidth/2.,-myThickness/4.,0) |
aPnt2 = Base.Vector(-myWidth/2.,-myThickness/4.,0) |
||
aPnt3=Base.Vector(0,-myThickness/2.,0) |
aPnt3 = Base.Vector(0,-myThickness/2.,0) |
||
aPnt4=Base.Vector(myWidth/2.,-myThickness/4.,0) |
aPnt4 = Base.Vector(myWidth/2.,-myThickness/4.,0) |
||
aPnt5=Base.Vector(myWidth/2.,0,0) |
aPnt5 = Base.Vector(myWidth/2.,0,0) |
||
}} |
}} |
||
Here we define our makeBottle function. This function can be called without |
Here we define our makeBottle function. This function can be called without |
||
arguments, like we did above, in which case default values for width, height, |
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 |
and thickness will be used. Then, we define a couple of points that will be used |
||
for building our base profile. |
for building our base profile. |
||
{{Code|code= |
{{Code|code= |
||
... |
|||
aArcOfCircle = Part.Arc(aPnt2,aPnt3,aPnt4) |
|||
aArcOfCircle = Part.Arc(aPnt2,aPnt3, aPnt4) |
|||
aSegment1 = Part.LineSegment(aPnt1, aPnt2) |
|||
aSegment2 = Part.LineSegment(aPnt4, aPnt5) |
|||
}} |
}} |
||
Here we actually define the geometry: an arc, made of three points, and two |
Here we actually define the geometry: an arc, made of three points, and two |
||
line segments, made of two points. |
line segments, made of two points. |
||
{{Code|code= |
{{Code|code= |
||
... |
|||
aEdge1=aSegment1.toShape() |
|||
aEdge1 = aSegment1.toShape() |
|||
aEdge2 = aArcOfCircle.toShape() |
|||
aEdge3 = aSegment2.toShape() |
|||
aWire=Part.Wire([aEdge1,aEdge2,aEdge3]) |
|||
aWire = Part.Wire([aEdge1, aEdge2, aEdge3]) |
|||
}} |
}} |
||
Remember the difference between geometry and shapes? Here we build |
Remember the difference between geometry and shapes? Here we build |
||
shapes out of our construction geometry. Three edges (edges can be straight |
shapes out of our construction geometry. Three edges (edges can be straight |
||
or curved), then a wire made of those three edges. |
or curved), then a wire made of those three edges. |
||
{{Code|code= |
{{Code|code= |
||
... |
|||
aTrsf=Base.Matrix() |
|||
aTrsf = Base.Matrix() |
|||
aTrsf.rotateZ(math.pi) # rotate around the z-axis |
|||
aTrsf.rotateZ(math.pi) # rotate around the z-axis |
|||
aMirroredWire=aWire.transformGeometry(aTrsf) |
|||
aMirroredWire = aWire.transformGeometry(aTrsf) |
|||
myWireProfile=Part.Wire([aWire,aMirroredWire]) |
|||
myWireProfile = Part.Wire([aWire, aMirroredWire]) |
|||
}} |
}} |
||
So far we have built only a half profile. Instead of building the whole profile |
So far we have built only a half profile. Instead of building the whole profile |
||
the same way, we can just mirror what we did and glue both halves together. |
the same way, we can just mirror what we did and glue both halves together. |
||
Line 786: | Line 784: | ||
with that transformation matrix applied to it. We now have two wires, and |
with that transformation matrix applied to it. We now have two wires, and |
||
we can make a third wire out of them, since wires are actually lists of edges. |
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 = Base.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) |
|||
}} |
}} |
||
Now that we have a closed wire, it can be turned into a face. Once we have a face, |
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 |
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? |
fillet to our object because we care about good design, don't we? |
||
{{Code|code= |
{{Code|code= |
||
... |
|||
neckLocation=Base.Vector(0,0,myHeight) |
|||
neckLocation = Base.Vector(0, 0, myHeight) |
|||
neckNormal = Base.Vector(0, 0, 1) |
|||
myNeckRadius = myThickness / 4.0 |
|||
myNeckHeight = myHeight / 10 |
|||
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 |
At this point, the body of our bottle is made, but we still need to create a neck. So we |
||
make a new solid, with a cylinder. |
make a new solid, with a cylinder. |
||
{{Code|code= |
{{Code|code= |
||
... |
|||
myBody = myBody.fuse(myNeck) |
|||
myBody = myBody.fuse(myNeck) |
|||
}} |
}} |
||
The fuse operation, which in other applications is sometimes called a union, is very |
The fuse operation, which in other applications is sometimes called a union, is very |
||
Line 811: | Line 814: | ||
need to be removed. |
need to be removed. |
||
{{Code|code= |
{{Code|code= |
||
... |
|||
return myBody |
|||
}} |
}} |
||
Then, we return our Part solid as the result of our function. |
Then, we return our Part solid as the result of our function. |
||
Line 903: | Line 907: | ||
can be done with File → Export. |
can be done with File → Export. |
||
{{ |
{{Docnav|Mesh Scripting|Mesh to Part}} |
||
{{Userdocnavi}} |
|||
[[Category:Poweruser Documentation/de]] |
|||
[[Category:Python Code]] |
|||
{{Powerdocnavi{{#translation:}}}} |
|||
[[Category:Python Code{{#translation:}}]] |
|||
{{clear}} |
{{clear}} |
Revision as of 20:36, 15 May 2020
Tutorium |
Thema |
---|
Programming |
Niveau |
Intermediate |
Zeit zum Abschluss |
Autoren |
FreeCAD-Version |
Beispieldateien |
Siehe auch |
None |
Diese Seite beschreibt mehrere Methoden zum Erstellen und Ändern von Teilformen aus Python. Bevor Du diese Seite liest, wenn Du neu in Python bist, ist es eine gute Idee, über Python Skripten und Wie Python Skripten funktioniert in FreeCAD zu lesen.
Hier erklären wir Dir, wie Du das Part Module/de direkt aus dem FreeCAD Python Interpreter oder von einem externen Skript aus steuern kannst. Die Grundlagen des Topologischen Datenskripts sind unter 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.
Klassen Diagramm
Dies ist ein Unified Modeling Language (UML) Überblick über die wesentlichen Klassen des Part Arbweitsbereichs:
Geometrie
Die geometrischen 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 und einen Start- und Endpunkt
- ...... Und demnächst mehr davon
Topologie
The folgenden topologischen Datentypen stehen zur Verfügung:
- 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).
- Solid Ein Teil des Raumes, der durch eine geschlossene dreidimensionale Hülle begrenzt ist.
- Shell Hülle = Ein Satz 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.
- 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.
- Edge Ein topologisches Element (Kante) das mit einer beschränkten Kurve korrespondiert. Eine Kante ist generell durch Vertexe begrenzt. Eine Kante ist eindimensional.
- Vertex Ein topologisches Element das mit einem Punkt korrespondiert. Es ist nulldimensional.
- Shape Ein generischer Term für all die zuvor aufgezählten Elemente.
Kurzes Beispiel: Erstellung einer einfachen Topologie
Wir werden nun eine Topologie erstellen, indem wir sie aus einer einfacheren Geometrie konstruieren.
Als Fallstudie verwenden wir ein Teil, wie im Bild zu sehen, das aus
vier Knoten, zwei Kreise und zwei Linien besteht.
Erstellen der Geometrie
Zuerst müssen wir die verschiedenen geometrischen Teile dieses Drahtes erstellen. Und wir müssen darauf achten, dass die Scheitelpunkte der geometrischen Teile an der gleichen Stelle sind . Sonst wären wir später vielleicht nicht mehr in der Lage, die geometrischen Teile zu einer Topologie zu verbinden!
Also erstellen wir zuerst die Punkte:
from FreeCAD import Base
V1 = Base.Vector(0,10,0)
V2 = Base.Vector(30,10,0)
V3 = Base.Vector(30,-10,0)
V4 = Base.Vector(0,-10,0)
Bogen
Um einen Kreisbogen zu erzeugen, machen wir einen Hilfspunkt und erzeugen den Kreisbogen durch drei Punkte:
VC1 = Base.Vector(-10,0,0)
C1 = Part.Arc(V1,VC1,V4)
# and the second one
VC2 = Base.Vector(40,0,0)
C2 = Part.Arc(V2,VC2,V3)
Linie
Das Liniensegment kann sehr einfach aus den Punkten erstellt werden:
L1 = Part.LineSegment(V1,V2)
# and the second one
L2 = Part.LineSegment(V3,V4)
Hinweis: in FreeCAD wurde 0.16 Part.Line verwendet, für FreeCAD 0.17 muss Part.LineSegment verwendet werden
Alles zusammensetzen
Der letzte Schritt besteht darin, die geometrischen Basiselemente zusammenzusetzen und eine topologische Form backen:
S1 = Part.Shape([C1,L1,C2,L2])
Ein Prisma herstellen
Extrudiere nun den Draht in eine Richtung und erstelle eine echte 3D Form:
W = Part.Wire(S1.Edges)
P = W.extrude(Base.Vector(0,0,10))
Alles anzeigen
Part.show(P)
Erstellen von Grundformen
Du kannst ganz einfach topologische Grundobjekte mit den "make....()" Methoden aus dem Arbeitsbereich Part erstellen:
b = Part.makeBox(100,100,100)
Part.show(b)
Andere verfügbare make....() Methoden:
- makeBox(l,w,h): Erstellt einen Quader, der sich in p befindet und in die Richtung d mit den Abmessungen (l,w,h) zeigt.
- makeCircle(radius): Erstellt einen Kreis mit einem gegebenen Radius.
- makeCone(radius1,radius2,height): Erstellt einen Kegel mit den gegebenen Radien und Höhen.
- makeCylinder(radius,height): Erstellt einen Zylinder mit einem 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 Part API Seite für eine vollständige Liste der verfügbaren Methoden des Part Arbeitsbereichs.
Import der notwendigen Module
Zuerst müssen wir den Part Arbeitsbereich importieren, damit wir seinen Inhalt in Python verwenden können. Wir werden auch das Basismodul aus dem FreeCAD Modul importieren:
import Part
from FreeCAD import Base
Erstellen eines Vektors
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:
myVector = Base.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 Darstellung namens Vertex, die lediglich ein Behälter für einen Vektor ist. Du greifst auf den Vektor eines Knoten wie folgt zu:
myVertex = myShape.Vertexes[0]
print myVertex.Point
> Vector (3, 2, 0)
Erstellen einer Kante
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: Du kannst auch eine Kante erzeugen, indem du zwei Vektoren übergibst:
vec1 = Base.Vector(0,0,0)
vec2 = Base.Vector(10,0,0)
line = Part.LineSegment(vec1,vec2)
edge = line.toShape()
Du kannst die Länge und den Mittelpunkt einer Kante wie diese finden:
edge.Length
> 10.0
edge.CenterOfMass
> Vector (5, 0, 0)
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 das anzeigt, was du ihm sagst, dass er anzeigen soll. Um das zu tun, verwenden wir folgende einfache Methode:
Part.show(edge)
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.
Erstellen eines Drahts
Ein Draht ist eine Mehrkantenlinie 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(Draht3) zeigt die 4 Kanten, die unseren Draht bilden. Sonstige nützliche Informationen können leicht abgerufen werden:
wire3.Length
> 40.0
wire3.CenterOfMass
> Vector (5, 5, 0)
wire3.isClosed()
> True
wire2.isClosed()
> False
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).
face = Part.Face(wire3)
face.Area
> 99.999999999999972
face.CenterOfMass
> Vector (5, 5, 0)
face.Length
> 40.0
face.isValid()
> True
sface = Part.Face(wire2)
face.isValid()
> False
Nur Flächen haben eine Grundfläche, keine Drähte oder Kanten.
Erstellen eines Kreises
So einfach kann ein Kreis erstellt werden:
circle = Part.makeCircle(10)
circle.Curve
> Circle (Radius : 10, Position : (0, 0, 0), Direction : (0, 0, 1))
Wenn Du ihn an einer bestimmten Stelle und mit einer bestimmten Richtung erzeugen möchtest:
ccircle = Part.makeCircle(10, Base.Vector(10,0,0), Base.Vector(1,0,0))
ccircle.Curve
> Circle (Radius : 10, Position : (10, 0, 0), Direction : (1, 0, 0))
Der Kreis wird im Abstand 10 vom x Ursprung erstellt und ist nach außen entlang der x Achse gerichtet. Hinweis: erzeugeKreis akzeptiert nur Base.Vector() für die Position und normale Parameter, nicht Tupel. Du kannst auch einen Teil des Kreises durch Angabe eines Anfangs- und eines Endwinkels erstellen:
from math import pi
arc1 = Part.makeCircle(10, Base.Vector(0,0,0), Base.Vector(0,0,1), 0, 180)
arc2 = Part.makeCircle(10, Base.Vector(0,0,0), Base.Vector(0,0,1), 180, 360)
Sowohl arc1 als auch arc2 bilden gemeinsam einen Kreis. Winkel sollten angegeben werden in Grad; wenn Du Bogenmaß hast, wandelst Du sie einfach mit der Formel um: Grad = Bogenmaß * 180/PI oder mit dem Mathematikmodul von python (nach dem ausführen von import math, natürlich):
degrees = math.degrees(radians)
Erstellen eines Bogens entlang von Punkten
Leider gibt es keine makeArc-Funktion, aber wir haben die 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 .toShape() Funktion des Bogenobjekts muss aufgerufen werden, um ein Kantenobjekt zu erhalten, wie bei der Verwendung von Part.LineSegment anstelle von Part.makeLine.
arc = Part.Arc(Base.Vector(0,0,0),Base.Vector(0,5,0),Base.Vector(5,5,0))
arc
> <Arc object>
arc_edge = arc.toShape()
Arc akzeptiert nur Base.Vector() für Punkte, aber nicht für Tupel. arc_edge ist das, was wir wollen, was wir durch Verwendung von Part.show(arc_edge) anzeigen können. Du kannst einen Bogen auch unter Verwendung eines Kreisabschnitts erhalten:
from math import pi
circle = Part.Circle(Base.Vector(0,0,0),Base.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.
Erstellen eines Polygons
Ein Polygon ist einfach ein Draht mit mehreren geraden Kanten. Die makePolygon Funktion nimmt eine Liste von Punkten und erstellt einen Draht durch diese Punkte:
lshape_wire = Part.makePolygon([Base.Vector(0,5,0),Base.Vector(0,0,0),Base.Vector(5,0,0)])
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 Part.BezierCurve aus einer Reihe von FreeCAD.Vector Punkten. (Hinweis: Wenn du einen einzelnen Pol oder ein Gewicht "erhältst" und "einstellst", beginnen die Indizes bei 1, nicht bei 0.)
def makeBCurveEdge(Points):
geomCurve = Part.BezierCurve()
geomCurve.setPoles(Points)
edge = Part.Edge(geomCurve)
return(edge)
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:
plane = Part.makePlane(2,2)
plane
><Face object at 028AF990>
plane = Part.makePlane(2, 2, Base.Vector(3,0,0), Base.Vector(0,1,0))
plane.BoundBox
> BoundBox (3, 0, 0, 5, 0, 2)
BoundBox ist ein Quader, der die Ebene mit einer Diagonale beginnend bei (3,0,0,0) und endet bei (5,0,2) einschliesst. Hier ist die BoundBox Dicke entlang der y-Achse Null, zumal unsere Form völlig flach ist.
Hinweis: makePlane akzeptiert nur Base.Vector() für start_pnt und dir_normal, nicht aber Tupel.
Erstellen einer Ellipse
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(Base.Vector(10,0,0),Base.Vector(0,5,0),Base.Vector(0,0,0))
Part.show(eli.toShape())
Im obigen Code haben wir S1, S2 und Mitte überschritten. Ähnlich wie Arc, erzeugt Ellipse ein Ellipsenobjekt, aber keine Kante, also müssen wir es in eine Kante mit toShape() zur Anzeige konvertieren.
Hinweis: Arc akzeptiert nur Base.Vector() für Punkte, nicht aber für Tupel.
eli = Part.Ellipse(Base.Vector(0,0,0),10,5)
Part.show(eli.toShape())
für den obigen Ellipsenkonstruktor haben wir Mitte, MajorRadius und MinorRadius überschritten.
Creating a Torus
Using makeTorus(radius1,radius2,[pnt,dir,angle1,angle2,angle]). By default pnt=Vector(0,0,0), dir=Vector(0,0,1), angle1=0, angle2=360 and angle=360. Consider a torus as small circle sweeping along a big circle. Radius1 is the radius of the big cirlce, radius2 is the radius of the small circle, pnt is the center of the torus and dir is the normal direction. angle1 and angle2 are angles in radians for the small circle; the last parameter angle is to make a section of the torus:
torus = Part.makeTorus(10, 2)
The above code will create a torus with diameter 20 (radius 10) and thickness 4 (small circle radius 2)
tor=Part.makeTorus(10, 5, Base.Vector(0,0,0), Base.Vector(0,0,1), 0, 180)
The above code will create a slice of the torus.
tor=Part.makeTorus(10, 5, Base.Vector(0,0,0), Base.Vector(0,0,1), 0, 360, 180)
The above code will create a semi torus; only the last parameter is changed. i.e the angle and remaining angles are defaults. Giving the angle 180 will create the torus from 0 to 180, that is, a half torus.
Creating a box or cuboid
Using makeBox(length,width,height,[pnt,dir]). By default pnt=Vector(0,0,0) and dir=Vector(0,0,1).
box = Part.makeBox(10,10,10)
len(box.Vertexes)
> 8
Creating a Sphere
Using makeSphere(radius,[pnt, dir, angle1,angle2,angle3]). By default pnt=Vector(0,0,0), dir=Vector(0,0,1), angle1=-90, angle2=90 and angle3=360. angle1 and angle2 are the vertical minimum and maximum of the sphere, angle3 is the sphere diameter.
sphere = Part.makeSphere(10)
hemisphere = Part.makeSphere(10,Base.Vector(0,0,0),Base.Vector(0,0,1),-90,90,180)
Creating a Cylinder
Using makeCylinder(radius,height,[pnt,dir,angle]). By default pnt=Vector(0,0,0),dir=Vector(0,0,1) and angle=360.
cylinder = Part.makeCylinder(5,20)
partCylinder = Part.makeCylinder(5,20,Base.Vector(20,0,0),Base.Vector(0,0,1),180)
Creating a Cone
Using makeCone(radius1,radius2,height,[pnt,dir,angle]). By default pnt=Vector(0,0,0), dir=Vector(0,0,1) and angle=360.
cone = Part.makeCone(10,0,20)
semicone = Part.makeCone(10,0,20,Base.Vector(20,0,0),Base.Vector(0,0,1),180)
Modifying shapes
There are several ways to modify shapes. Some are simple transformation operations such as moving or rotating shapes, others are more complex, such as unioning and subtracting one shape from another.
Transform operations
Translating a shape
Translating is the act of moving a shape from one place to another. Any shape (edge, face, cube, etc...) can be translated the same way:
myShape = Part.makeBox(2,2,2)
myShape.translate(Base.Vector(2,0,0))
This will move our shape "myShape" 2 units in the x direction.
Rotating a shape
To rotate a shape, you need to specify the rotation center, the axis, and the rotation angle:
myShape.rotate(Vector(0,0,0),Vector(0,0,1),180)
The above code will rotate the shape 180 degrees around the Z Axis.
Generic transformations with matrixes
A matrix is a very convenient way to store transformations in the 3D world. In a single matrix, you can set translation, rotation and scaling values to be applied to an object. For example:
myMat = Base.Matrix()
myMat.move(Base.Vector(2,0,0))
myMat.rotateZ(math.pi/2)
Note: FreeCAD matrixes work in radians. Also, almost all matrix operations that take a vector can also take three numbers, so these two lines do the same thing:
myMat.move(2,0,0)
myMat.move(Base.Vector(2,0,0))
Once our matrix is set, we can apply it to our shape. FreeCAD provides two methods for doing that: transformShape() and transformGeometry(). The difference is that with the first one, you are sure that no deformations will occur (see "scaling a shape" below). We can apply our transformation like this:
myShape.transformShape(myMat)
or
myShape.transformGeometry(myMat)
Scaling a shape
Scaling a shape is a more dangerous operation because, unlike translation or rotation, scaling non-uniformly (with different values for x, y and z) can modify the structure of the shape. For example, scaling a circle with a higher value horizontally than vertically will transform it into an ellipse, which behaves mathematically very differently. For scaling, we can't use the transformShape, we must use transformGeometry():
myMat = Base.Matrix()
myMat.scale(2,1,1)
myShape=myShape.transformGeometry(myMat)
Boolean Operations
Subtraction
Subtracting a shape from another one is called "cut" in OCC/FreeCAD jargon and is done like this:
cylinder = Part.makeCylinder(3,10,Base.Vector(0,0,0),Base.Vector(1,0,0))
sphere = Part.makeSphere(5,Base.Vector(5,0,0))
diff = cylinder.cut(sphere)
Intersection
The same way, the intersection between two shapes is called "common" and is done this way:
cylinder1 = Part.makeCylinder(3,10,Base.Vector(0,0,0),Base.Vector(1,0,0))
cylinder2 = Part.makeCylinder(3,10,Base.Vector(5,0,-5),Base.Vector(0,0,1))
common = cylinder1.common(cylinder2)
Union
Union is called "fuse" and works the same way:
cylinder1 = Part.makeCylinder(3,10,Base.Vector(0,0,0),Base.Vector(1,0,0))
cylinder2 = Part.makeCylinder(3,10,Base.Vector(5,0,-5),Base.Vector(0,0,1))
fuse = cylinder1.fuse(cylinder2)
Section
A Section is the intersection between a solid shape and a plane shape. It will return an intersection curve, a compound curve composed of edges.
cylinder1 = Part.makeCylinder(3,10,Base.Vector(0,0,0),Base.Vector(1,0,0))
cylinder2 = Part.makeCylinder(3,10,Base.Vector(5,0,-5),Base.Vector(0,0,1))
section = cylinder1.section(cylinder2)
section.Wires
> []
section.Edges
> [<Edge object at 0D87CFE8>, <Edge object at 019564F8>, <Edge object at 0D998458>,
<Edge object at 0D86DE18>, <Edge object at 0D9B8E80>, <Edge object at 012A3640>,
<Edge object at 0D8F4BB0>]
Extrusion
Extrusion is the act of "pushing" a flat shape in a certain direction, resulting in a solid body. Think of a circle becoming a tube by "pushing it out":
circle = Part.makeCircle(10)
tube = circle.extrude(Base.Vector(0,0,2))
If your circle is hollow, you will obtain a hollow tube. If your circle is actually a disc with a filled face, you will obtain a solid cylinder:
wire = Part.Wire(circle)
disc = Part.Face(wire)
cylinder = disc.extrude(Base.Vector(0,0,2))
Exploring shapes
You can easily explore the topological data structure:
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
By typing the lines above in the python interpreter, you will gain a good understanding of the structure of Part objects. Here, our makeBox() command created a solid shape. This solid, like all Part solids, contains faces. Faces always contain wires, which are lists of edges that border the face. Each face has at least one closed wire (it can have more if the face has a hole). In the wire, we can look at each edge separately, and inside each edge, we can see the vertexes. Straight edges have only two vertexes, obviously.
Edge analysis
In case of an edge, which is an arbitrary curve, it's most likely you want to do a discretization. In FreeCAD the edges are parametrized by their lengths. That means you can walk an edge/curve by its length:
import Part
box = Part.makeBox(100,100,100)
anEdge = box.Edges[0]
print anEdge.Length
Now you can access a lot of properties of the edge by using the length as a position. That means if the edge is 100mm long the start position is 0 and the end position 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)
Using the selection
Here we see now how we can use the selection the user did in the viewer. First of all we create a box and show it in the viewer.
import Part
Part.show(Part.makeBox(100,100,100))
Gui.SendMsgToActiveView("ViewFit")
Now select some faces or edges. With this script you can iterate over all selected objects and their sub elements:
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
Select some edges and this script will calculate the length:
length = 0.0
for o in Gui.Selection.getSelectionEx():
for s in o.SubObjects:
length += s.Length
print "Length of the selected edges:" ,length
Complete example: The OCC bottle
A typical example found in the OpenCasCade Technology Tutorial 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 complete script below is also included in the FreeCAD installation (inside the Mod/Part folder) and can be called from the python interpreter by typing:
import Part
import MakeBottle
bottle = MakeBottle.makeBottle()
Part.show(bottle)
The complete script
Here is the complete MakeBottle script:
import Part, FreeCAD, math
from FreeCAD import Base
def makeBottle(myWidth=50.0, myHeight=70.0, myThickness=30.0):
aPnt1=Base.Vector(-myWidth/2.,0,0)
aPnt2=Base.Vector(-myWidth/2.,-myThickness/4.,0)
aPnt3=Base.Vector(0,-myThickness/2.,0)
aPnt4=Base.Vector(myWidth/2.,-myThickness/4.,0)
aPnt5=Base.Vector(myWidth/2.,0,0)
aArcOfCircle = Part.Arc(aPnt2,aPnt3,aPnt4)
aSegment1=Part.LineSegment(aPnt1,aPnt2)
aSegment2=Part.LineSegment(aPnt4,aPnt5)
aEdge1=aSegment1.toShape()
aEdge2=aArcOfCircle.toShape()
aEdge3=aSegment2.toShape()
aWire=Part.Wire([aEdge1,aEdge2,aEdge3])
aTrsf=Base.Matrix()
aTrsf.rotateZ(math.pi) # rotate around the z-axis
aMirroredWire=aWire.transformGeometry(aTrsf)
myWireProfile=Part.Wire([aWire,aMirroredWire])
myFaceProfile=Part.Face(myWireProfile)
aPrismVec=Base.Vector(0,0,myHeight)
myBody=myFaceProfile.extrude(aPrismVec)
myBody=myBody.makeFillet(myThickness/12.0,myBody.Edges)
neckLocation=Base.Vector(0,0,myHeight)
neckNormal=Base.Vector(0,0,1)
myNeckRadius = myThickness / 4.
myNeckHeight = myHeight / 10
myNeck = Part.makeCylinder(myNeckRadius,myNeckHeight,neckLocation,neckNormal)
myBody = myBody.fuse(myNeck)
faceToRemove = 0
zMax = -1.0
for xp in myBody.Faces:
try:
surf = xp.Surface
if type(surf) == Part.Plane:
z = surf.Position.z
if z > zMax:
zMax = z
faceToRemove = xp
except:
continue
myBody = myBody.makeFillet(myThickness/12.0,myBody.Edges)
return myBody
el = makeBottle()
Part.show(el)
Detailed explanation
import math
import Part
import FreeCAD
from FreeCAD import Base
We will need, of course, the Part module, but also the FreeCAD.Base module, which contains basic FreeCAD structures like vectors and matrices.
def makeBottle(myWidth=50.0, myHeight=70.0, myThickness=30.0):
aPnt1 = Base.Vector(-myWidth/2.,0,0)
aPnt2 = Base.Vector(-myWidth/2.,-myThickness/4.,0)
aPnt3 = Base.Vector(0,-myThickness/2.,0)
aPnt4 = Base.Vector(myWidth/2.,-myThickness/4.,0)
aPnt5 = Base.Vector(myWidth/2.,0,0)
Here we define our makeBottle function. This function can be called without 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.
...
aArcOfCircle = Part.Arc(aPnt2,aPnt3, aPnt4)
aSegment1 = Part.LineSegment(aPnt1, aPnt2)
aSegment2 = Part.LineSegment(aPnt4, aPnt5)
Here we actually define the geometry: an arc, made of three points, and two line segments, made of two points.
...
aEdge1 = aSegment1.toShape()
aEdge2 = aArcOfCircle.toShape()
aEdge3 = aSegment2.toShape()
aWire = Part.Wire([aEdge1, aEdge2, aEdge3])
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.
...
aTrsf = Base.Matrix()
aTrsf.rotateZ(math.pi) # rotate around the z-axis
aMirroredWire = aWire.transformGeometry(aTrsf)
myWireProfile = Part.Wire([aWire, aMirroredWire])
So far we have built only a half profile. Instead of building the whole profile 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 with that transformation matrix applied to it. We now have two wires, and we can make a third wire out of them, since wires are actually lists of edges.
...
myFaceProfile = Part.Face(myWireProfile)
aPrismVec = Base.Vector(0,0,myHeight)
myBody = myFaceProfile.extrude(aPrismVec)
myBody = myBody.makeFillet(myThickness/12.0,myBody.Edges)
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?
...
neckLocation = Base.Vector(0, 0, myHeight)
neckNormal = Base.Vector(0, 0, 1)
myNeckRadius = myThickness / 4.0
myNeckHeight = myHeight / 10
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 make a new solid, with a cylinder.
...
myBody = myBody.fuse(myNeck)
The fuse operation, which in other applications is sometimes called a union, is very powerful. It will take care of gluing what needs to be glued and remove parts that need to be removed.
...
return myBody
Then, we return our Part solid as the result of our function.
el = makeBottle()
Part.show(el)
Finally, we call the function to actually create the part, then make it visible.
Box pierced
Here is a complete example of building a pierced box.
The construction is done one side at a time; when the cube is finished, it is hollowed out by cutting a cylinder through it.
import Draft, Part, FreeCAD, math, PartGui, FreeCADGui, PyQt4
from math import sqrt, pi, sin, cos, asin
from FreeCAD import Base
size = 10
poly = Part.makePolygon( [ (0,0,0), (size, 0, 0), (size, 0, size), (0, 0, size), (0, 0, 0)])
face1 = Part.Face(poly)
face2 = Part.Face(poly)
face3 = Part.Face(poly)
face4 = Part.Face(poly)
face5 = Part.Face(poly)
face6 = Part.Face(poly)
myMat = FreeCAD.Matrix()
myMat.rotateZ(math.pi/2)
face2.transformShape(myMat)
face2.translate(FreeCAD.Vector(size, 0, 0))
myMat.rotateZ(math.pi/2)
face3.transformShape(myMat)
face3.translate(FreeCAD.Vector(size, size, 0))
myMat.rotateZ(math.pi/2)
face4.transformShape(myMat)
face4.translate(FreeCAD.Vector(0, size, 0))
myMat = FreeCAD.Matrix()
myMat.rotateX(-math.pi/2)
face5.transformShape(myMat)
face6.transformShape(myMat)
face6.translate(FreeCAD.Vector(0,0,size))
myShell = Part.makeShell([face1,face2,face3,face4,face5,face6])
mySolid = Part.makeSolid(myShell)
mySolidRev = mySolid.copy()
mySolidRev.reverse()
myCyl = Part.makeCylinder(2,20)
myCyl.translate(FreeCAD.Vector(size/2, size/2, 0))
cut_part = mySolidRev.cut(myCyl)
Part.show(cut_part)
Loading and Saving
There are several ways to save your work in the Part module. You can of course save your FreeCAD document, but you can also save Part objects directly to common CAD formats, such as BREP, IGS, STEP and STL.
Saving a shape to a file is easy. There are exportBrep(), exportIges(), exportStl() and exportStep() methods available for all shape objects. So, doing:
import Part
s = Part.makeBox(0,0,0,10,10,10)
s.exportStep("test.stp")
will save our box into a STEP file. To load a BREP, IGES or STEP file:
import Part
s = Part.Shape()
s.read("test.stp")
To convert an .stp file to an .igs file:
import Part
s = Part.Shape()
s.read("file.stp") # incoming file igs, stp, stl, brep
s.exportIges("file.igs") # outbound file igs
Note that importing or opening BREP, IGES or STEP files can also be done directly from the File → Open or File → Import menu, while exporting can be done with File → Export.
- FreeCAD scripting: Python, Introduction to Python, Python scripting tutorial, FreeCAD Scripting Basics
- Modules: Builtin modules, Units, Quantity
- Workbenches: Workbench creation, Gui Commands, Commands, Installing more workbenches
- Meshes and Parts: Mesh Scripting, Topological data scripting, Mesh to Part, PythonOCC
- Parametric objects: Scripted objects, Viewproviders (Custom icon in tree view)
- Scenegraph: Coin (Inventor) scenegraph, Pivy
- Graphical interface: Interface creation, Interface creation completely in Python (1, 2, 3, 4, 5), PySide, PySide examples beginner, intermediate, advanced
- Macros: Macros, How to install macros
- Embedding: Embedding FreeCAD, Embedding FreeCADGui
- Other: Expressions, Code snippets, Line drawing function, FreeCAD vector math library (deprecated)
- Hubs: User hub, Power users hub, Developer hub