CATIA V5 二次开发实战：Python实现零件实体智能转产品装配

引言

在汽车、航空等制造行业中，CATIA V5因其强大的参数化建模能力被广泛应用。当面对包含多个独立几何体的零件文档（.CATPart）时，工程师常需将其转为产品文档（.CATProduct）以实现装配管理。本文将通过Python+pycatia库，实现自动化批量转换，提升10倍工作效率。

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功能概述

• ​核心功能：自动遍历零件文档中的实体，将其转换为产品文档中的独立零件组件
• ​技术亮点：
  • 基于CATIA COM接口的深度交互
  • 可见性智能过滤机制
  • 内存资源自动回收
• ​输入输出：输入当前激活的.CATPart文档，输出包含转换实体的.CATProduct文档

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环境准备

组件	版本要求	作用
CATIA	V5R20+	提供COM接口和运行环境
pycatia	0.8.0	COM接口的Python封装
Python	3.11+	脚本运行环境

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代码深度解析

1. 启动CATIA进程

catia_app = StartCatia.start_catia()  # 复用已有进程或启动新实例

• StartCatia模块需自定义实现进程管理
• 优先连接已运行的CATIA实例，降低资源占用

2. 文档验证模块

def validate_document(catia) -> PartDocument:
    if catia.windows.count == 0 or not catia.active_document.is_part:
        catia.message_box("请打开一个CATPart文档！", 48, "错误")
        exit()

• 使用is_part属性严格校验文档类型
• 错误代码48对应Windows MessageBox的停止图标

3. 实体转换核心逻辑

for index in range(1, part.bodies.count + 1):
    body = part.bodies.item(index)
    # 可见性检查
    if selection.vis_properties.get_show() != 0:
        continue
    # 无关联复制几何体
    selection.paste_special("CATPrtResultWithOutLink") 

• Bodies集合从1开始索引（非Pythonic的0-based）
• get_show()返回0表示实体可见（CATIA内部枚举值）
• paste_special确保新零件独立于原几何体

4. 内存优化策略

if converted_count == 0:
    product_doc.close()  # 自动清理空文档

• 通过close()及时释放未使用的产品文档
• 避免CATIA进程残留无用数据

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关键技术点

1. COM对象生命周期管理

part = PartDocument(part_doc.com_object).part

• com_object属性实现Python与COM的类型桥接
• 隐式调用IUnknown::QueryInterface获取IPart接口

2. 选择集操作优化

selection.clear()
selection.add(body)
selection.copy()

• 复用Selection对象减少COM调用次数
• 批量操作前清空选择集避免污染

3. 异常处理机制

except Exception as e:
    catia_app.message_box(f"操作失败：{str(e)}", 16, "错误")

• 捕获COMException及Python异常
• 错误代码16对应Windows错误图标（❌）

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使用指南

• ​前置条件：

  • 打开包含多个几何体的.CATPart文档
  • 隐藏不需要转换的实体（关键！）

• ​执行流程：

  graph TD
      A[启动CATIA] --> B{文档校验}
      B -->|失败| C[弹出错误提示]
      B -->|成功| D[用户确认]
      D -->|是| E[执行转换]
      E --> F[显示转换结果]

• ​效果演示：

  • 转换前：单个零件文档含5个几何体
  • 转换后：

    Product1
    ├─ Part1 (Body1)
    ├─ Part2 (Body2)
    └─ Part3 (Body3)

  • 生成日志："成功转换3个实体"

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注意事项

• ​实体可见性规则：

  • 仅处理当前显示状态为隐藏的实体
  • 通过View -> Hide/Show控制（非层管理）

• ​性能优化建议：

  • 单个零件建议不超过100个独立几何体
  • 复杂模型可分批次处理

• ​版本兼容性：

  if selection.vis_properties.get_show() != 0:  # CATIA V5特有API

  • V6版本需确认接口可用性

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结语

本文实现的自动化转换脚本，解决了从零件设计到装配设计的衔接痛点。通过深入CATIA COM接口的二次开发，展现了Python在CAD自动化领域的强大潜力。读者可在此基础上扩展以下功能：

1. 添加几何体名称过滤功能
2. 实现层级装配关系自动生成
3. 集成到CATIA工具栏实现一键操作

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