build123d CAD

通过build123d实现参数化3D CAD。该技能提供用于生成和测量3D实体的Python脚本。使用exec工具运行它们。

设置（仅首次）

bash
cd {baseDir}
uv venv --python 3.12
uv pip install build123d

命令

所有脚本均使用位于{baseDir}/.venv/bin/python的虚拟环境Python。所有输出均为JSON格式到标准输出。

生成 — 导出STEP/STL/SVG

bash
{baseDir}/.venv/bin/python {baseDir}/scripts/cad_generate.py \
--script from build123d import *
with BuildPart() as result:
Box(100, 60, 40) \
--format step \
--filename my_box

输出：{ success: true, artifactpath: ..., format: step, filesizebytes: N, boundingbox_mm: {...} }

测量 — 尺寸、体积、质量

bash
{baseDir}/.venv/bin/python {baseDir}/scripts/cad_measure.py \
--script from build123d import *
with BuildPart() as result:
Cylinder(10, 50)

输出：{ success: true, boundingboxmm: {...}, volumemm3: N, surfaceareamm2: N, centerofmassmm: {...}, facecount: N, edgecount: N }

截面 — 2D横截面SVG

bash
{baseDir}/.venv/bin/python {baseDir}/scripts/cad_section.py \
--script ... \
--plane XY \
--offset 5.0

输出：{ success: true, artifactpath: ..., plane: XY, offsetmm: 5.0 }

API参考 — build123d速查表

bash
{baseDir}/.venv/bin/python {baseDir}/scripts/cad_api.py

输出：包含基本体、操作、选择器、导出函数的JSON。如果需要了解可用功能，请先调用此命令。

验证 — 干涉、间隙、扫掠体积碰撞

检查多零件装配体的干涉、最小间隙和运动部件碰撞。

bash
{baseDir}/.venv/bin/python {baseDir}/scripts/cad_validate.py \
--script ... \
--mode full \
--min-clearance 1.0

模式：static（所有零件对之间的布尔交集），clearance（边界框间隙），sweep（在角度范围内旋转运动部件，检查碰撞），full（全部三种，默认）。

脚本必须定义parts = {name: solid, ...}字典。可选定义运动部件的sweeps列表：

python
from build123d import *

with BuildPart() as enclosure:
Box(100, 80, 50)
offset(amount=-3, openings=enclosure.faces().sort_by(Axis.Z)[-1:])

with BuildPart() as pcb:
with Locations((0, 0, 5)):
Box(60, 40, 2)

with BuildPart() as servo_arm:
with Locations((30, 0, 25)):
Box(5, 20, 3)

parts = {
enclosure: enclosure.part,
pcb: pcb.part,
servoarm: servoarm.part,
}

sweeps = [
{
name: servo_arm,
axis_origin: (30, 0, 25),
axis_direction: (0, 1, 0),
angle_start: -45,
angle_end: 45,
angle_step: 5,
},
]

输出：{ verdict: PASS|WARN|FAIL, staticinterference: {...}, clearance: {...}, sweptvolume: {...} }

• - PASS — 无干涉，间隙正常
• WARN — 间隙低于阈值但无硬碰撞
• FAIL — 零件相交或运动部件在扫掠过程中碰撞

扫掠体积导出到~/.openclaw/workspace/cad-output/swept_.step用于可视化。

脚本格式

所有单零件脚本必须通过BuildPart上下文将最终实体赋值给result：

python
from build123d import *

with BuildPart() as result:
Box(100, 60, 40)
fillet(result.edges().filter_by(Axis.Z), radius=5)
with Locations((0, 0, 40)):
CounterBoreHole(radius=5, counterboreradius=8, counterboredepth=3, depth=40)

对于验证脚本，定义parts字典（以及可选的sweeps列表）代替result。

所有尺寸单位为毫米。导出文件保存到~/.openclaw/workspace/cad-output/。

工作流程

1. 1. 如果不确定build123d API，先运行cadapi.py获取速查表。
2. 编写参数化脚本（无魔法数字）。
3. 在导出前运行cadmeasure.py验证尺寸。
4. 对于多零件装配体：在导出前运行cadvalidate.py --mode full。 在继续之前修复任何FAIL/WARN。
5. 使用所需格式运行cadgenerate.py（step用于CAD，stl用于3D打印）。
6. 对于间隙可视化，在相关平面上运行cad_section.py。
7. 报告工件路径和验证结论。

设计规则

• - 将所有尺寸参数化以便重用。
• 在应力集中处添加圆角（塑料至少1mm，金属0.5mm）。
• 在适用处包含安装特征（凸台、支柱、螺丝柱）。
• 在注释中指定材料和工艺假设。
• 同时输出脚本和导出文件。