FreeCAD Python API 实战指南6 类自动化脚本让建模效率翻倍【免费下载链接】FreeCADOfficial source code of FreeCAD, a free and opensource multiplatform 3D parametric modeler.项目地址: https://gitcode.com/GitHub_Trending/fr/FreeCAD你有没有这样的经历同一个法兰盘换了 8 个规格就要重复画 8 遍装配前 200 个零件要挨个点另存为导出图纸标注全靠鼠标一条一条拉。这些活儿都不难但就是费时间。FreeCAD 的 Python API 就是为这类重复劳动准备的几乎所有工作台的按钮背后都有一个脚本能调用的函数。本文按能力进阶的思路带你用 6 类自动化脚本基础几何、参数化建模、工程标注与 BOM、数据集成、组合工作流把 FreeCAD 变成一个自动化建模流水线全程只用能直接跑通的最小代码。从重复操作解放一段脚本画出整个零件⚡️ 第一层自动化就是把点击换成代码。新建文档、放几何体、定位置、上色这些操作在 Draft 工作台里每个都有对应函数。下面这段脚本 20 行产出一个带布局的零件集合import FreeCAD as App import Draft doc App.newDocument(bracket) # 新建文档名字随意 cyl Draft.make_cylinder(radius6, height24) cyl.Placement.Base App.Vector(0, 0, 0) # 定位到原点 cyl.ViewObject.ShapeColor (0.35, 0.55, 0.85) for i in range(4): # 顶部一圈小圆柱定位销孔位示意 pin Draft.make_cylinder(radius1.5, height8) pin.Placement.Base App.Vector((i - 1.5) * 12, 10, 0) sph Draft.make_sphere(radius5) sph.Placement.Base App.Vector(0, 0, 30) doc.recompute() # 触发重算让 3D 视图刷新两个值得记住的要点Placement.Base决定位置改一个数就能整体平移比手动拖拽精确得多。ViewObject.ShapeColor改颜色批量区分不同零件时非常好用。想看懂这些函数内部怎么实现的可以去 Draft 模块 目录翻源码draftmake文件夹里一个文件对应一个创建函数。参数化建模改一行数字整个零件跟着变 会建模型更会变模型才是脚本的价值所在。PartDesign 的草图约束可以完全用代码写约束一旦写好尺寸就是参数。下面是个六角螺栓的最小版本——把head_w改成别的值头部六边形会跟着变import FreeCAD as App import Part, PartDesign, Sketcher doc App.newDocument(bolt) body doc.addObject(PartDesign::Body, Body) # 草图六边形轮廓 sk body.newObject(Sketcher::SketchObject, HeadProfile) sk.AttachmentSupport (doc.Origin.OriginFeatures[3], []) # 附着到 XY 基准面 sk.MapMode FlatFace head_w 10.0 # 参数头部对角宽度 pts [App.Vector(head_w/2, 0, 0)] for k in range(1, 6): a 3.14159265 * k / 3 pts.append(App.Vector(head_w/2 * __import__(math).cos(a), head_w/2 * __import__(math).sin(a), 0)) for i in range(6): # 6 条边围成六边形 sk.addGeometry(Part.LineSegment(pts[i], pts[(i1) % 6]), False) pad body.newObject(PartDesign::Pad, Head) pad.Profile sk pad.Length 6.0 doc.recompute()再进一步把参数放到电子表格里。这是 FreeCAD 参数化的隐藏大招——约束、特征长度都能绑定到单元格建模师再也不用进代码sheet doc.addObject(Spreadsheet::Sheet, Params) sheet.set(A1, dia); sheet.set(B1, 5) # 杆径 5mm sk2 body.newObject(Sketcher::SketchObject, ShankProfile) sk2.AttachmentSupport (doc.getObject(Pad), [Face1]) sk2.MapMode FlatFace sk2.addGeometry(Part.Circle(App.Vector(0, 0, 0), App.Vector(0, 0, 1), 2.5), False) sk2.setExpression(Constraints[0], Params.dia / 2) # 半径跟着表格走 shank body.newObject(PartDesign::Pad, Shank) shank.Profile sk2 shank.Length 24.0 doc.recompute() # 改 sheet B1 的值整个螺栓杆径自动联动特征数组也一样能脚本化。比如给法兰盘均匀布孔一行搞定hole Draft.make_cylinder(radius2, height30) Draft.make_polar_array(hole, number8, angle360, centerApp.Vector(0, 0, 0)) # 8 孔均布矩形阵列make_ortho_array、沿路径阵列make_path_array都遵循同样的调用模式源码在 Draft 的 draftmake 目录。工程文档自动化标注和 BOM 不再手搓 模型做完图纸和物料清单才是交付的最后一公里。自动生成工程标注TechDraw 的页面、视图、尺寸标注全部可以脚本创建。这段代码产出一张带长度标注的零件图import FreeCAD as App import TechDraw doc App.ActiveDocument box doc.getObject(Box) or doc.addObject(Part::Box, Box) box.Length, box.Width, box.Height 40, 24, 16 page doc.addObject(TechDraw::DrawPage, Page) tpl doc.addObject(TechDraw::DrawSVGTemplate, Tpl) tpl.Template App.getResourceDir() Mod/TechDraw/Templates/A4_Landscape_blank.svg page.Template tpl view doc.addObject(TechDraw::DrawViewPart, Front) page.addView(view) view.Source [box] view.Direction (0, -1, 0) view.Scale 2.0 dim doc.addObject(TechDraw::DrawViewDimension, LenDim) dim.Type DistanceX dim.References2D [(view, Edge0), (view, Edge1)] page.addView(dim) doc.recompute()References2D里写的是视图上的边编号Edge0、Edge1……先用脚本建视图重算后就能从视图属性里读出编号再把标注钉上去。角度、半径、直径标注同理只是Type换成别的值。一键生成 BOM物料清单本质是遍历对象、导出属性。这个函数可以直接贴进你的宏里import FreeCAD as App import csv def make_bom(doc, out): rows [] for obj in doc.Objects: shape getattr(obj, Shape, None) if shape is not None and shape.Solids: rows.append([obj.Label, obj.TypeId, round(shape.Volume / 1000, 3)]) # 体积换算成 cm³ with open(out, w, newline, encodingutf-8-sig) as f: w csv.writer(f) w.writerow([名称, 类型, 体积(cm³)]) w.writerows(rows) print(fBOM 已写入 {out}共 {len(rows)} 项)想更专业的表格形式TechDraw 里也有现成的 BOM 视图对象实现可以参考 TechDraw 模块 源码。数据进出与体检把 FreeCAD 接进你的流程 自动化建模的完整闭环还包括数据从哪来、结果到哪去、对不对。一键批量导出 STL3D 打前要批量导 STL选中的对象循环导出即可import FreeCAD as App import Mesh import os def export_stl(objs, out_dir): os.makedirs(out_dir, exist_okTrue) for i, o in enumerate(objs, 1): if not hasattr(o, Shape) or not o.Shape.Solids: print(f跳过 {o.Label}没有实体); continue Mesh.export([o], os.path.join(out_dir, f{i:03d}_{o.Label}.stl)) export_stl(App.Gui.Selection.getSelection(), ./stl_out)STEP、IGES 等格式的导出函数也都在src/Mod/Import与src/Mod/Export里调用方式几乎一样。几何体检交付前查一遍复杂模型常见问题是非流形边、自由边。一行代码就能体检def check_model(obj): r obj.Shape.checkGeometry() # 返回 (是否通过, 详细信息) status 正常 if r[0] else f有问题{r[1]} print(f{obj.Label}: {status}) return r[0]对每个零件跑一遍有问题的单独拎出来修比等 CAM 软件报错再倒查快得多。用外部库扩展能力FreeCAD 的 Python 环境就是标准 Python第三方库随便用。用 NumPy 生成数学曲面再转成 Mesh 塞进文档二十来行就能做出波浪面、地形面这类手工很难画的形状——思路是NumPy 算点云Mesh.Mesh拼面片addObject(Mesh::Feature)挂到文档。外部库让 FreeCAD 的边界从 CAD 延伸到数据处理。组合层一条流水线跑完建模到交付把前面的能力串起来就是一段可复用的工作流脚本。下面这条流水线建参数化零件 → 布孔 → 生成 BOM → 批量导出 → 几何体检一次全干完import FreeCAD as App import Part, PartDesign, Draft, csv, os doc App.newDocument(flange) body doc.addObject(PartDesign::Body, Body) sk body.newObject(Sketcher::SketchObject, Outer) sk.AttachmentSupport (doc.Origin.OriginFeatures[3], []) sk.MapMode FlatFace sk.addGeometry(Part.Circle(App.Vector(0, 0, 0), App.Vector(0, 0, 1), 30), False) pad body.newObject(PartDesign::Pad, Disk) pad.Profile sk pad.Length 8 hole Draft.make_cylinder(radius2, height8) Draft.make_polar_array(hole, number8, angle360, centerApp.Vector(0, 0, 0)) doc.recompute() # 交付三件套 with open(flange_bom.csv, w, newline, encodingutf-8-sig) as f: csv.writer(f).writerow([Flange, PartDesign::Body, round(body.Shape.Volume / 1000, 2)]) os.makedirs(stl_out, exist_okTrue) import Mesh Mesh.export([body], stl_out/flange.stl) print(体检:, 通过 if body.Shape.checkGeometry()[0] else 有问题) print(流水线完成 ✅)参数化建模、自动标注、批量导出、BOM 生成这些脚本单拎出来都有用串起来就是整条自动化工作流。下一步可以做什么把脚本存成模板常用的孔位、法兰、卡扣做成函数参数一传就能出件存进宏里随叫随到。给团队定标准件把公司常用件做成参数表驱动的脚本新人也能按规范出图。接入 CI脚本不依赖界面配合App.Console打印日志可以放进批处理里定时跑。往工程标注和 BOM 深挖TechDraw 的尺寸类型、装配模块的 BOM 导出都能脚本化。进一步学习官方 Sphinx 文档目录src/Doc/sphinx核心 Python API 类型存根src/App、src/Base.pyi文件就是 API 速查表Draft 建模函数源码src/Mod/Draft/draftmakePartDesign 特征实现src/Mod/PartDesignTechDraw 图纸与标注实现src/Mod/TechDraw想搞清楚某个功能怎么脚本化最快的办法就是去对应的 Mod 目录翻它的 C 与 Python 实现——按钮背后一定藏着你需要的函数。【免费下载链接】FreeCADOfficial source code of FreeCAD, a free and opensource multiplatform 3D parametric modeler.项目地址: https://gitcode.com/GitHub_Trending/fr/FreeCAD创作声明：本文部分内容由AI辅助生成（AIGC），仅供参考
