老貓玩筆

FreeCAD的一大特色就是可以用Python程式語言自行建立想要的功能。但寫程式如果沒人教你、沒書可看、網路資料別說看懂，連對不對都成問題時，該怎麼辦？ 阿伯的答案是：「 從錄製巨集(Macro)開始學 」。 自己不會寫，就讓FreeCAD錄一段絕對可以跑的程式給你看。藉由比較自己下的指令與程式碼，就能一步步了解程式的語法和邏輯。所以接下來，阿伯用一個”超”簡單的範例，教大家製作一個可以修改實體尺寸參數的巨集。 第一步：建立圓柱 首先，我們以XY平面的原點為圓心建立一個半徑 = 5 mm的圓形草圖，然後長出一根高度 = 10 mm的圓柱，如下圖所示： 第二步：錄製巨集 錄製巨集的大紅圓按鈕就在工作平台下拉選單的右方，操作如下圖所示： 接下來，先將圓柱高度改為5 mm，再將半徑改為10 mm，然後結束錄製。如下圖： 第三步：修改巨集內容 我們來看看剛才錄到了些甚麼東西，如下圖： 綠色的列都是#字開頭，代表該列是註解。將註解全部刪除後的內容如下圖： 這些程式碼就是我們剛才做的事： 把圓柱高度改成5 mm，半徑改成10 mm。 因為建立圓柱時並未存檔，所以檔名是Unnamed。FreeCAD預設會在修改尺寸後自動重新計算模型，這就是第6、7行做的事。 如果我們不想只為了修改幾個尺寸就在實體與草圖間切換來切換去，該怎麼做呢？一般做法是執行巨集，出現介面讓你輸入尺寸，然後模型就改好了。但阿伯測試後發現Python常用的input()或print()指令在執行巨集時都沒啥作用，變通的方法是： 直接在巨集編輯頁面下改尺寸，然後執行巨集 ，這樣就不需要資料輸入介面了。 將程式碼修改如下圖： 我們 在第4、5行新增兩個變數：redius (半徑)與height (高度) ，並將數值都設成8。然後 將巨集中的’5 mm’用height取代，’10.000000 mm’用redius取代 ，接下來點巨集工具列最右方的那個綠色三角箭頭按鈕，結果如下圖： 你的第一個FreeCAD巨集完成了，就這麼簡單。 你可以直接改redius與height等號後面的數值，整數或有小數點都行，按執行後圓柱就會改成你輸入的尺寸。 照這

本範例的壓縮彈簧尺寸參數如下圖： 第一步：繪製螺旋線 FreeCAD繪製螺旋線的功能在Part工作平台，如下圖所示： 我們從最下一圈開始畫起，在下拉選單選擇Helix螺旋線後出現介面，依照圖示輸入數值後按下Create即可產生一條螺旋線，重複上述步驟填入對應參數即可完成螺旋線繪製。 螺旋線半徑 = (外徑 – 線徑) / 2 = (110 – 10) / 2 = 50mm ， 有效圈起點圓心位置 = 最下圈終點高度 = 23 mm ， 最上圈起點圓心位置 = 最下圈高度 + 有效圈高度 = 23 + 84 = 107 mm 。 螺旋線產生後發現有效圈與最上圈沒有接好，這是因為螺旋線起點都是0度，但有效圈因為有3.5圈，所以終點位於180度。所以我們必須 將最上圈逆時針轉180度 ，如下圖所示： 第二步：繪製圓弧線 功能按鈕同螺旋線，但在下拉選單選Circle，最上圈起點圓心位置 = 自由高度 = 130 mm。如下圖所示： 第三步：結合所有曲線 結合曲線的功能也在Part工作平台，如下圖所示： 第四步：建立彈簧實體 接下來的工作在FreeCAD的Part Design工作平台進行。先在XZ平面以螺旋線最下圈的起點為圓心建立一 直徑 = 10 mm 的圓形草圖，然後點選第三步建立的 Wire ，按住 滑鼠左鍵 不放拖拉至草圖所在的實體 Body 下，就會產生一名叫 BaseFeature 的螺旋路徑。如下圖所示： 先將所有Helix、Circle、Wire 隱藏 (左鍵點選後按 空白鍵 。注意： 輸入法必須是英文否則會無效 )，然後以草圖Sketch + BaseFeature長出實體。如下圖所示： 修剪實體的方法就不多說了，基本上就是建立參考平面和草圖，然後用修剪實體把不要的部分切掉。 Orientation mode(方向模式)請不要用Standard ，長出的彈簧斷面會歪歪的。完成的彈簧如下圖： 畫壓縮彈簧用到的功能也可以用在其他地方，例如 管線、螺桿、螺栓、多斷面實體 建立等。 (FreeCAD 0.21版適用)

壓縮彈簧廣用於各種機械，例如車輛的避震器。繪圖前，你要先知道壓縮彈簧的尺寸參數有哪些。如下圖所示： 機械設計圖表便覽上與繪圖相關的規格參數如下： 1. 外徑 ：壓縮彈簧最外側的直徑。 2. 線徑 ：彈簧線材的直徑。 3. 自由高度 ：彈簧未受壓力時的高度。 4. 密著高度 ：彈簧被完全壓緊時的高度。 5. 旋向 ：右旋(逆時針)、左旋(順時針)。 但光知道這些數據是不夠的，有些繪圖必要的參數你必須自己算出來。本範例的壓縮彈簧尺寸參數如下： 外徑：110 mm 線徑：10 mm 自由高度：130 mm 密著高度：55 mm 旋向：右旋。 你想畫的壓縮彈簧應該是裝在機械上的狀態，這種狀態的高度叫 裝置高度 。裝置高度只有你知道，沒有現成資料可查。本範例依照自由高度繪製，但畫法可以直接套用裝置高度。 首先，你必須先算出彈簧圈數： 彈簧圈數 = 密著高度 / 線徑 。 本範例的彈簧圈數 = 55 / 10 = 5.5圈 。 接下來，由圖可知壓縮彈簧為了能平穩受壓，兩端都會有約270度的磨平面。因此彈簧最下一圈與最上一圈都會壓扁，屬無效圈數。因此： 有效圈數 = 彈簧圈數 – 2 本範例的有效圈數 = 5.5 - 2 = 3.5圈 。 重頭戲來了！螺旋線從起點(0度)轉一圈(360度)上升的高度稱為 節距(Pitch) 。壓縮彈簧最下與最上端都有一段沿平面走圓弧路徑180度、磨掉一半的彈簧線，為了避免繞線時線與線互相干涉， 最下一圈與最上一圈的節距必須 >= 線徑 * 2 。 此外，為了讓不同節距的螺旋線能正確連接， 螺旋線的總高度必須是該螺旋線節距的倍數，這個倍數就是螺旋線的圈數。 業界建議 圈數應是0.25的整數倍 ，這樣螺旋線起點和終點都會落在0、90、180、270這幾個角度其中之一。本範例的彈簧圈數5.5圈與有效圈數3.5圈都可用0.25整除。 基於上述兩項條件，本範例最下一圈與最上一圈的節距必須 >= 10 * 2，也就是必須 大於20 mm 。 故能用於 有效圈數的最大高度 = 130 – (20 * 2) = 90 mm 但有效圈數的節距 = 90 / 3.5 = 25.714…除不盡，我們希望節距是一個很精確的數字，才能確保螺旋線完全相接。在此我們設定 有效圈數節距