build123d参数化CAD建模Skill build123d-cad

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name: build123d-cad description: “通过 build123d 进行参数化 3D CAD。可从 Python 脚本生成 STEP、STL、SVG 文件。当用户要求设计、建模、创建或导出 3D 零件、外壳、安装件、支架或机械部件时使用。” version: 1.0.0 metadata: {“openclaw”:{“requires”:{“bins”:[“python3”]},“emoji”:“🔧”}}

build123d CAD

通过 build123d 进行参数化 3D CAD。本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。

安装（仅首次）

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

命令

所有脚本均使用虚拟环境 Python {baseDir}/.venv/bin/python。所有输出均以 JSON 形式输出到 stdout。

生成 — 导出 STEP/STL/SVG

{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, "artifact_path": "...", "format": "step", "file_size_bytes": N, "bounding_box_mm": {...} }

测量 — 尺寸、体积、质量

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

输出：{ "success": true, "bounding_box_mm": {...}, "volume_mm3": N, "surface_area_mm2": N, "center_of_mass_mm": {...}, "face_count": N, "edge_count": N }

截面 — 2D 横截面 SVG

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

输出：{ "success": true, "artifact_path": "...", "plane": "XY", "offset_mm": 5.0 }

API 参考 — build123d 速查表

{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。如果需要了解可用内容，请先调用此命令。

验证 — 干涉、间隙、扫掠体碰撞

检查多部件装配体的干涉、最小间隙和运动部件碰撞。

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

模式：static（所有对之间的布尔交集）、clearance（包围盒间隙）、sweep（将运动部件旋转角度范围，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：

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,
    "servo_arm": servo_arm.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", "static_interference": {...}, "clearance": {...}, "swept_volume": {...} }

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

扫掠体导出到 ~/.openclaw/workspace/cad-output/swept_<name>.step 用于可视化。

脚本格式

所有单部件脚本必须通过 BuildPart 上下文将最终实体赋给 result：

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, counter_bore_radius=8, counter_bore_depth=3, depth=40)

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

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

工作流程

1. 如果不确定 build123d API，请先运行 cad_api.py 获取速查表。
2. 编写参数化脚本（不要使用魔法数字）。
3. 在导出之前运行 cad_measure.py 验证尺寸。
4. 对于多部件装配体：在导出之前运行 cad_validate.py --mode full。 在继续之前修复任何 FAIL/WARN。
5. 使用所需格式运行 cad_generate.py（STEP 用于 CAD，STL 用于 3D 打印）。
6. 如需间隙可视化，请在相关平面上运行 cad_section.py。
7. 报告文件路径和验证结论。

设计规则

• 将所有尺寸参数化以便重复使用。
• 对应力集中部位添加圆角（塑料最小 1mm，金属最小 0.5mm）。
• 在适用处包含安装特征（凸台、支座、螺丝柱）。
• 在注释中指定材料和加工假设。
• 同时输出脚本和导出文件。