FreeCAD学习笔记——Units、Builtin modules和Workbench creation

最新推荐文章于 2025-06-04 20:00:00 发布

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本文深入解析了FreeCAD软件的核心功能，包括单位转换、内置模块介绍、工作台创建及命令定义，适合对FreeCAD感兴趣的初学者和技术人员阅读。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

一、Units

① 查看其他单位转换成系统标准单位：

>>> tu = FreeCAD.Units.parseQuantity
>>> tu('10 m')
10000 mm
>>> tu('3/8 in')
9.525 mm
>>> tu('2*pi rad')
360 deg
>>> tu('sin(pi)')
1.22465e-016 
>>> tu('200g')
0.2 kg
>>> tu('2 in')
50.8 mm

② 常见国际单位

类型	符号
长度单位	mm
重量单位	kg
角度单位	deg
时间单位	s

二、Builtin modules

Builtin模块是主要的FreeCAD模块。它们包含用于处理常规FreeCAD配置、文档及其内容的工具。

模块名	作用
FreeCAD	FreeCAD的主要（根）模块，也可以通过FreeCAD解释器中的“App”调用。它包含`操作文档及其对象`所需的所有内容。
Base API	`Base模块包含在FreeCAD模块中`，包含FreeCAD中大量使用、不同类型的对象的`构造函数`。
Vector API	支持向量的add、cross、multiply、scale等操作
Matrix API	4x4 矩阵在整个FreeCAD中随处可用
Console API	该模块包含在FreeCAD模块中，包含将文本发送到FreeCAD输出控制台和状态栏的方法。
FreeCADGui API	该模块与FreeCAD模块相对应，它包含与用户界面和3D视图相关的所有内容。
Selection API	Selection 子模块是FreeCADGui模块的一部分
Placement API	在FreeCAD中，Placement定义对象的位置和旋转。具体参考Placement中的Angle, Axis and Position
Document Object API	作为参数，FreeCAD中的文档对象可以具有许多其他属性。这些属性是基本的，存在于每个FreeCAD文档对象中，只需按名称检索对象即可。比如Box对象的`Length、Label、Placement`等
ViewObject API	当GUI启动时，FreeCAD文档中的每个对象`Object`都有一个关联的`ViewObject`，它驻留在FreeCADGui文档中

>>> print FreeCADGui.Selection.getSelection()
[Mesh::Feature object at 00000190053A0AA0]
# 创建文档的对象，并打印对象的相关属性
>>> doc=App.newDocument("stu2")
>>> App.setActiveDocument("stu2")
>>> App.ActiveDocument=App.getDocument("stu2")
>>> Gui.ActiveDocument=Gui.getDocument("stu2")
>>> box=doc.addObject("Part::Box","box")
>>> doc.recompute()
1
>>> print box.PropertiesList
['AttacherType', 'AttachmentOffset', 'ExpressionEngine', 'Height', 'Label', 'Length', 'MapMode', 'MapPathParameter', 'MapReversed', 'Placement', 'Shape', 'Support', 'Width']

① 工作台是FreeCAD命令的容器，用python、C ++或两者混合编码，这有利于将C ++的速度与python的灵活性结合起来。但是，在所有情况下，您的工作台将由一组两个python文件启动。创建方法： 你需要一个文件夹，你喜欢任何名字，放在Mod目录中。文件夹中需要包含Init.py文件，以及可选的InitGui.py文件。当FreeCAD以GUI的方式启动时执行Init.py文件，之后立即执行InitGui.py文件。如果在控制台模式下启动，则不会执行InitGui.py文件。FreeCAD在启动时找到工作台并将工作台的内容添加到界面中。

② 在Init.py文件中，即使FreeCAD在控制台模式下工作，也只需添加一些内容，例如文件导入器和导出器

# Part/Init.py
FreeCAD.addImportType("BREP format (*.brep *.brp)","Part")
FreeCAD.addExportType("BREP format (*.brep *.brp)","Part")
FreeCAD.addImportType("IGES format (*.iges *.igs)","Part")
FreeCAD.addExportType("IGES format (*.iges *.igs)","Part")
FreeCAD.addImportType("STEP with colors (*.step *.stp)","ImportGui")
FreeCAD.addExportType("STEP with colors (*.step *.stp)","ImportGui")

③ 在InitGui.py文件中，您通常会定义一个工作台，其中包含名称，图标和一系列FreeCAD命令。该工作台还定义了FreeCAD加载时执行的功能（尽可能少地执行，不然会是启动速度变慢），工作台激活时执行的功能（开发人员需要做大量工作的地方），工作台停用时执行的功能（这样你可以根据需要移除工件）。

④ 使用C++编写工作台： 在使用C ++时，从尊重FreeCAD的一个基本规则开始：在App部分（可以在控制台模式下运行，没有任何GUI元素）和Gui部分之间分离工作台。Gui部分只在FreeCAD以其完整的GUI环境运行时才会加载。开发C ++工作台时，实际上很可能会做两个模块：一个App和一个Gui，两个模块当然必须可以从python中调用。任何FreeCAD模块（App或Gui）至少包含模块初始化文件。

FreeCAD.addImportType（）和addEXportType（）函数允许您提供文件类型的名称和扩展名，以及负责导入的python模块。

⑤ 使用python编写工作台：

# Mod/Mesh/InitGui.py
class MeshWorkbench (Workbench):
    "Mesh workbench object"
    def __init__(self):
        self.__class__.Icon = FreeCAD.getResourceDir() + "Mod/Mesh/Resources/icons/MeshWorkbench.svg"
        self.__class__.MenuText = "Mesh Design"
        self.__class__.ToolTip = "Mesh design workbench"

    def Initialize(self):
        import Mesh
        import MeshGui
        try:
            import flatmesh
            import MeshFlatteningCommand
        except ImportError as e:
            import FreeCAD
            FreeCAD.Console.PrintLog((str(e)))
    def GetClassName(self):
        return "MeshGui::Workbench"

Gui.addWorkbench(MeshWorkbench())

⑥ FreeCAD Command
FreeCAD命令是FreeCAD接口的基本构建块，它们可以展现为工具栏上的按钮，也可以展现为菜单中的菜单项。但它是同一个命令。命令是一个简单的python类，它必须包含一些预定义的属性和函数，包括定义命令的名称、它的图标以及激活命令时要执行的操作。

# Mod\Draft\DraftTools.py Line命令的部分代码
class Line(Creator):
    "The Line FreeCAD command definition"

    def __init__(self, wiremode=False):
        Creator.__init__(self)
        self.isWire = wiremode

    def GetResources(self):
        return {'Pixmap'  : 'Draft_Line',
                'Accel' : "L,I",  # 快捷键
         
                'MenuText': QtCore.QT_TRANSLATE_NOOP("Draft_Line", "Line"),
                'ToolTip': QtCore.QT_TRANSLATE_NOOP("Draft_Line", "Creates a 2-point line. CTRL to snap, SHIFT to constrain")}

FreeCAD commands are the basic building block of the FreeCAD interface. They can appear as a button on toolbars, and as a menu entry in menus. But it is the same command. A command is a simple python class, that must contain a couple of predefined attributes and functions, that define the name of the command, its icon, and what to do when the command is activated.