solidworks-automation

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SolidWorks 自动化技能

快速开始

环境要求

• Windows 系统；原生 SolidWorks 格式需要 SolidWorks，开放格式无头写入不要求安装 CAD 软件
• Python 3.10+；原生 Windows CAD 自动化另需 pywin32 / comtypes
• MCP/工具化调用需要 mcp / pydantic
• 工程图最终交付审查需要 PyMuPDF；它从 SolidWorks 导出 PDF 回读实际尺寸文字边界，已包含在 requirements.txt
• 处理 GLB/GLTF/OBJ/STL 网格参考模型时，可能还需要 trimesh / pygltflib / numpy / Pillow
• 如果通过 OpenClaw 使用，确保技能目录位于 ~/.openclaw/skills/solidworks-automation/ 或 ~/.agents/skills/solidworks-automation/

入口自检

所有代理在执行 SolidWorks 自动化前，先运行技能自检：

python SKILL_DIR/scripts/sw_preflight.py

桌面端或 CLI 执行前建议先运行环境诊断：

python SKILL_DIR/scripts/cad_studio.py doctor

capabilities.yaml 是 Skill、MCP、队列和 UI 共用的能力唯一真源。能力等级为 verified、pilot、reference_only 或 not_implemented；后两者不得作为无人值守交付。该清单还维护 Python、C# PIA/Add-in、原生 C++、SWBasic、OCCT 和外部求解器的原子操作路由；执行前可用 python scripts/backend_router.py --list 查询，规则见 references/language-backend-routing.md。

多入口与多后端

• CAD Studio 与 Skill/CLI/MCP 是平级入口，共用 Automation Job、NeutralCadDocument、Preview Manifest、Evidence Graph 和能力清单。
• 检测不到 SolidWorks/AutoCAD 时，只阻断 SLDPRT/SLDASM/SLDDRW/DWG 等原生格式；开放格式任务优先路由到 headless_open_format_writing。
• 无头写入使用 scripts/headless_cad_writer.py；OCCT/OCP 隔离进程真实写入 STEP、IGES、BREP、STL、OBJ、GLB，二维后端写入 DXF、SVG、PDF、PNG，并生成几何与 SHA-256 证据。
• DXF 交付会额外生成 preview_scene；已有 DXF 可通过 python scripts/cad_studio.py preview-dxf --input drawing.dxf --output drawing.scene.json 或 MCP cadstudio_build_dxf_preview_scene 转成受限 PreviewScene。该命令只读白名单实体并拒绝覆盖旧文件。
• OCCT 当前覆盖盒体、圆柱、布尔合并、圆柱孔切除、直纹/受限平滑 Loft、直线/单圆弧 Sweep、闭壳 Knit 和开放面 Thicken；复杂路径、自交偏置或缺少 OCP 运行时时保持 blocked。禁止通过改扩展名或空文件伪造支持。
• delivery-preview 只允许显示当前任务真实产物；固定样例必须标记 demo-showcase 与 isDemo: true，不得进入交付判断。

规则：

1. 检测到缺少 comtypes / win32com / pythoncom 时，向用户弹出友好确认： 检测到当前 Python 环境缺少 comtypes / win32com 库，是否授权 AI 自动为您配置本地环境？[Y/N]
2. 用户输入 Y / yes 后，代理可在本地 shell 中自动执行 python -m pip install "pywin32>=305" "comtypes>=1.2.0" 补齐依赖；用户拒绝时停止并给出手动安装命令。
3. 检测不到 SolidWorks 安装或 COM 注册时，停止原生 SolidWorks 操作；若原生格式并非必需且 fallbackPolicy=allow_open_formats，继续执行无头开放格式后端，不要把整个任务误标为失败。

Python 依赖提醒

按任务最小化安装依赖，不要在普通零件建模时强制安装网格转换库；工程图交付需要标准 requirements.txt 中的 PyMuPDF：

# 核心 SolidWorks COM 自动化依赖
python -m pip install -r SKILL_DIR\requirements.txt

# 仅在需要 GLB/GLTF/OBJ/STL 网格检查、缩放或转换时安装
python -m pip install -r SKILL_DIR\requirements-mesh.txt

执行涉及 GLB/GLTF/FBX/BLEND 转 OBJ/STL 的任务前，先用 importlib.util.find_spec() 检查 trimesh、pygltflib、PIL 是否可用；缺失时先提示用户需要安装哪些库和用途，再安装或给出手动命令。

连接 SolidWorks

import sys; sys.path.insert(0, r"SKILL_DIR/scripts")
from sw_connect import mm
from sw_part import sketch, sketch_circle, extrude_boss
from sw_session import SolidWorksSession

session = SolidWorksSession()
model = session.new_part()

with sketch(model, "Front Plane") as sketch_name:
    sketch_circle(model, 0, 0, mm(25))

extrude_boss(model, sketch_name, mm(50))
session.save(model, r"C:\temp\cylinder.sldprt")
session.export(model, r"C:\temp\cylinder.step")

将 SKILL_DIR 替换为此技能的实际安装路径。

核心工作流

根据用户需求选择对应模块：

Pack and Go 在 SW2026 SP01.1 的基础两零件装配上已连续三次通过原生回归：SavePackAndGo() 实际输出装配体和两个零件，状态码均为 0，未使用暂存回退。部分版本的 GetDocumentNames() 仍可能在保存前只枚举顶层文件；不要用 AddExternalDocuments 补装配体原生零件，应先执行原生保存，再审计实际落盘依赖。若落盘仍缺依赖，scripts/sw_delivery.py::pack_and_go() 默认按 GetDependencies2 生成带 manifest 和 SHA-256 的 pilot 暂存包；需要严格原生语义时使用 fallback_policy="blocked"。外部引用、Toolbox、配置和工程图仍必须人工复核，因此总能力保持 pilot。

OpenClaw 协作方式

1. 先确认 SolidWorks 版本、界面语言、输入文件路径、输出路径，以及目标操作（建模 / 装配 / 出图 / 导出）。
2. 优先复用 {baseDir}/scripts 下已有模块，不要重复手写 COM 连接逻辑。
3. 在 OpenClaw 的 exec / shell 能力中执行短小、一次性的 Python 脚本，最小导入集如下：

import sys
sys.path.insert(0, r"{baseDir}/scripts")
from sw_connect import connect_solidworks, mm, deg, new_document

4. 执行后检查返回对象是否为 None、保存/导出是否成功、输出文件是否落盘。
5. 生成或修改模型后必须做结果自审查：导出至少一个等轴测预览图，必要时导出前/俯/右视图，并通过截图或 BMP 目视检查几何是否符合用户意图。
6. 如果需要更完整的 OpenClaw 工作流、提示词示例和排障建议，再读取 references/openclaw.md。

使用流程

1. 先根据原子操作运行 backend_router.py，再结合 preferredBackend、requiredOutputs、nativeFormatRequired 和 fallbackPolicy 判定后端；不要先假定 Python、C# 或 SolidWorks 必然可用。普通任务优先 Automation 等价接口，明确要求仅非托管 C++ 支持的原始 I* 指针语义时才升级到原生 C++。 事件订阅、PropertyManagerPage、TaskPane 或长期驻留 UI 走 solidworks_addin_ui_events 路由，优先 C# Add-in；必须检查 HKLM 注册、64 位 TLB 注册和 host-status.json，不能只凭 LoadAddIn=0 宣称成功。SW2026 的 PMP Handler 必须公开、COM 可见并提供 IDispatch class interface。
2. 需要原生 SolidWorks 格式时运行 sw_preflight.py；缺依赖则请求用户授权自动安装，缺 SolidWorks 则只阻断原生阶段。
3. 不需要原生格式或允许开放格式回退时，运行 python scripts/cad_studio.py write-open-format --input model.cadstudio.json --out-dir output。
4. 需要制造性快速复核时，运行 python scripts/cad_studio.py check-dfm --input model.cadstudio.json --output output/dfm_report.json --process machining；支持 --profile supplier.json 和 --brep-evidence brep.json。报告缺少材料、壁厚、K 因子、割缝、成型空间或要求的 B-Rep 证据时返回 blocked，规则通过也必须人工复核。
5. 原生 SolidWorks 路线优先用 SolidWorksSession() 管理连接、打开、新建、保存、导出；需要底层控制时再组合 sw_connect.py、sw_part.py 等函数。
6. 当用户需求偏自然语言、参数不完整或需要“行业知识库 + 提示词模板 + 参数化设计计划”时，先读取 subskills/solidworks-vibecad/SKILL.md，生成 design_plan.json 和执行摘要。
7. 圆角/倒角很多的 CNC 件、安装座、连接块、支架，先读取 subskills/solidworks-fillet-chamfer-cnc/SKILL.md，按“基础体 -> 外轮廓圆角/倒角 -> 孔槽切除 -> 孔口倒角 -> 审查”的稳定顺序执行。
8. 螺丝孔、螺纹孔、攻牙孔、M3/M4/M5/M6/M8 盲孔或贯穿孔任务，先读取 subskills/solidworks-threaded-holes/SKILL.md；默认按“参数/孔位校验 -> 攻丝底孔 -> Metric Tap 真实 Thread -> CosmeticThread/证据螺旋线降级 -> 孔口倒角 -> 重建后特征证据 -> 属性和审查”的稳定路线执行。Hole Wizard、外螺纹、英制/管螺纹和现有零件改孔仍按 pilot 处理。

齿轮路由门禁： 当用户说“画/建模/生成齿轮”时，先读取 references/gears.md，不得把实体齿轮需求替换成 Gear Mate。只有标准外啮合直齿轮且已知模数、齿数、压力角、齿宽和轴孔时，才使用 scripts/sw_gear.py；制造任务不得臆造参数，仅做视觉 demo 时可显式声明默认值。斜齿、锥齿、内齿、齿条、蜗轮蜗杆、变位或生产级修形/侧隙必须转专用路线或人工复核，不强套标准直齿轮脚本。“齿轮联动/传动/配合”才路由到 sw_assembly.add_gear_mate_by_cylinders()。

9. 普通盲孔、通孔、圆柱沉孔、锥形沉头孔、半圆端槽或孔阵列任务，读取 references/complex-hole-features.md 并优先调用 scripts/sw_hole_features.py；创建参数证据必须再与 collect_geometry_measurements()、validate_hole_positions() 和剖视图交叉复核。
10. SolidWorks 零件图、装配图、GB/T 工程图、尺寸链、孔表、BOM、标题栏或工程图审视任务，先读取 subskills/solidworks-engineering-drawing/SKILL.md；该子技能消费根技能的模型、孔槽和属性证据。AutoCAD 的 DWG/DXF、二维图纸、线稿转 CAD、批量改图或 AutoCAD 原生预览任务，读取 subskills/autocad-automation/SKILL.md。机械/3D 打印开孔交付必须按可制造图纸处理：所有孔、槽、接口、水口、螺丝孔和螺丝柱同时给出规格、数量和定位尺寸；图面拥挤时用孔表/槽表，不得用长引线替代关键尺寸。
11. 当用户要求真实产品“原版外观”“1:1 复刻”“不像概念版”，先读取 references/mesh-reference-import.md：公开网格/蓝图参考优先，不要在低保真手搓底稿上反复精修；需要导入 OBJ/STL 时优先用 scripts/sw_import_mesh_reference.py。
12. 如果必须由大模型生成 VBA 宏，先使用 sw_macro_guard.py 做模型分流、代码校验、重试和本地模板兜底。
13. 使用 session.export() 或 sw_export.py 保存/导出文件。
14. 使用 sw_review.py 导出预览图并自审查；如果有 GUI/桌面截图能力，打开 SolidWorks 视图截图复核。
15. 遇到钣金、焊件、复杂曲面、模具、Routing、Simulation/FEA、复杂 Motion 或配置族任务，先运行 sw_capability_probe.py 并读取 references/complex-mechanical-routing.md；Routing 使用 routing-preflight/check-routing，FEA 使用 fea-preflight/prepare-fea/run-fea/run-fea-convergence，复杂曲面使用 review-advanced-geometry/create-ocp-loft/create-ocp-surface。FEA 和高级曲面求解通过仍为 review_required。
16. 需要企业/项目机械知识时读取 references/enterprise-agent-rag.md；默认只用本地知识，云 RAG 必须显式启用、声明 external_network 并完成人工审批。
17. 当一个需求同时跨越零件、孔槽/圆角、装配 Mate、Motion、工程图/BOM 和多格式交付中的两个以上工程域时，调用 apps/desktop/cad_workbench/engineering_orchestrator.py 生成阶段 DAG。必须按依赖串行执行关键 CAD 写操作，每阶段独立保存产物和验收证据；局部修改只重规划受影响阶段及其后继，禁止把整项工程塞进一条超长 Prompt 后一次性宣称完成。

机械图纸默认底线

以后凡是本技能参与 CAD/机械结构/3D 打印项目，都默认执行这些底线：

1. 不把“看得懂的示意图”当成“能制造的工程图”。只要涉及开孔、开槽、接口、装配孔或打印外壳，必须补齐外形尺寸、壁厚/底厚、孔槽规格和定位尺寸。
2. 用户要求“中国常用格式”“国标风格”“严格规范”时，必须采用国内机械制图习惯：规范图幅/图框/标题栏、仿宋中文、分层线型、中心线/虚线、真实标注实体和技术要求。
3. 长引线只能做局部说明，不能替代尺寸链；不得跨视图、压孔、压中心线、压尺寸文字或侵入标题栏。
4. 密集孔槽必须优先用孔表、槽表或孔槽明细表，表内写清部位、规格、数量和定位；表格不能成为逃避定位尺寸的借口。
5. 交付前必须目视复核预览图，发现漏标、重叠、压线或标题栏侵入时先返工再汇报。

高还原外观/公开网格参考模型

当用户要求汽车、消费电子、雕塑等真实对象外观高还原时，先区分“视觉参考模型”和“工程可制造参数模型”：

1. 若用户要“像原版”，优先索取或查找公开 3D 模型/多视图蓝图，并记录来源、作者、许可证和下载日期；不要声称生成的是官方 Class-A 或扫描级模型。
2. .glb/.gltf/.fbx/.blend 先转换为 .obj/.stl；OBJ 优先保留材质，STL 作为无材质兜底。
3. 导入前用包围盒确认坐标轴和尺度，再按真实公称尺寸缩放。
4. 如果需要 Python 转换/缩放，先确认 requirements-mesh.txt 中的可选依赖可用；缺失时说明用途并提示安装。
5. OBJ/STL 导入 SolidWorks 时用 sw_import_mesh_reference.py；关键写法是 LoadFile4(path, "r", create_empty_dispatch_variant(), errors)，不要用 OpenDoc6() 或把 None 传给 LoadFile4()。
6. 结果审查必须看四视图和关键识别特征；“预览非空白”不能替代“像用户指定对象”。
7. 若用户后续要工程可编辑结构，应基于网格参考分件逆向重建，并明确说明网格导入件不是参数化实体。

多色外观要求

当模型包含车身、玻璃、灯组、轮胎、轮毂或其他多种颜色时：

1. 读取 references/appearance.md，统一使用 sw_appearance.py，禁止把普通 Python list 直接传给 COM 材质属性。
2. 源零件先设置文档级颜色；装配体中需要覆盖时再用组件级颜色。
3. 每次设置后调用 verify_appearance() 或 apply_component_palette() 回读 RGB；只检查 setter 返回值不算通过。
4. 保存与截图前调用 model.ClearSelection2(True)；sw_review.save_preview() 已内置该清理。
5. 目视确认至少三种预期颜色真实可见；“预览非空白”不能替代颜色检查。
6. 外观异常时先运行 tests/solidworks_appearance_regression.py，再重建用户模型。

MCP Server 使用

当用户要求“让 SolidWorks 支持 MCP”“接入 Codex/Claude Desktop 工具调用”“不要每次生成一大段 Python 脚本”时：

1. 读取 mcp-server/README.md。
2. 若用户要求自动配置 MCP，优先运行多客户端注册器：powershell -ExecutionPolicy Bypass -File mcp-server/register_all_ai_mcp.ps1 -InstallDependencies；它会尝试注册 Codex、Claude Code、Claude Desktop、Cursor、Windsurf。
3. 使用本地 stdio MCP server：python mcp-server/server.py。
4. 无 CAD 开放格式写入优先调用 cadstudio_write_open_format；DFM、Routing、FEA 和复杂几何分别调用 cadstudio_check_dfm、cadstudio_check_routing、cadstudio_routing_preflight、cadstudio_fea_preflight、cadstudio_prepare_fea、cadstudio_run_fea、cadstudio_run_fea_convergence、cadstudio_review_advanced_geometry、cadstudio_create_ocp_loft、cadstudio_create_ocp_surface；SolidWorks 原生操作再调用白名单 solidworks_* 工具。
5. 不要暴露任意 Python/VBA 执行工具；新增 MCP 工具时应复用 scripts/sw_*.py 中已验证封装。
6. SolidWorks COM 操作必须串行执行；MCP server 内部已使用全局锁降低桌面会话冲突。
7. 基准 demo 使用 examples/08_mini_fan_motion_assembly.py；它验证自动建模、装配、Mate 和 Motion Study，不承诺圆角/倒角外观完美。

运动装配体要求

当用户要求“能动起来”“在 SolidWorks 里拖动”“铰链”“齿轮联动”“真实机械配合”时：

1. 先读取 references/assembly.md 的运动型装配工作流；如果用户明确要求 Motion Study / 运动算例 / 马达，再读取 references/motion-study.md。
2. 优先复用 sw_assembly.py 中的 resolve_component()、get_assembly_entity()、find_largest_cylinder_face()、add_mate5_checked()、add_concentric_mate_by_cylinders()、add_gear_mate_by_cylinders()。
3. 旋转件用同心 Mate 且 lock_rotation=False，不要用三基准面把轴、齿轮、上盖完全锁死。
4. 齿轮传动用真实 Gear Mate，不用脚本假动画冒充机械配合。
5. 创建后用 collect_mate_feature_summary() 或特征树遍历验证 MateGroup 下存在 MateConcentric、MateGearDim 等真实 Mate 特征。
6. 需要真实运动算例时，优先复用 sw_motion.create_motion_study()、add_constant_speed_rotary_motor_by_cylinders()、calculate_and_play() 创建 Motion Study 和马达。
7. 计算后调用 sw_motion.validate_motion_studies() 或 MCP solidworks_validate_motion_study，检查类型、时长、马达数量、结果存在性和 results_out_of_date=False；只看到时间轴、动画或 Calculate=True 不算验收通过。
8. 需要演示动画时可以额外脚本驱动组件位姿或 Mate Controller，但必须说明动画演示不等同于交互自由度；最终以 SolidWorks 中可拖动为准。

GPT / Kimi / Claude 多模型策略

当代理需要让大模型生成 VBA 宏时，必须通过 scripts/sw_macro_guard.py：

1. 模型分流：GPT 系列使用原有简洁提示词；Kimi / Claude / 未知模型自动加载强格式约束 Prompt，强制只输出 VBA 源码。
2. 本地模板兜底：模型输出失败或解析失败时，不直接报错；按用户关键词（如“立方体”“圆柱”“拉伸”“草图”）选择内置 VBA 模板继续执行。
3. 输出校验：执行前检查 SldWorks、ModelDoc2、Sub、End Sub，通过后才允许交给 SolidWorks；不通过则重试。
4. 超时/重试：单次模型请求建议 30s 超时；解析失败自动重试 1~2 次，重试 Prompt 追加更强格式指令。

示例：

from sw_macro_guard import build_prompt, fallback_macro_for_request, validate_vba_macro

prompt = build_prompt("画一个 50mm 圆柱", model_name="claude")
macro = fallback_macro_for_request("画一个 50mm 圆柱")
result = validate_vba_macro(macro)
assert result.ok, result.issues

未封装 API 规则

当任务需要调用 scripts/ 中尚未封装的 SolidWorks API 时：

1. 先读取 references/api-lookup.md，再查询 SolidWorks 官方 API 文档，或本地 SolidWorks SDK / 参考资料，确认方法签名、参数含义、枚举值、返回值和版本差异。
2. 禁止凭记忆猜接口；尤其是长参数 COM 方法、VARIANT / by-ref 参数、枚举值、选择标记和 SaveAs 类接口。
3. 写代码时保留最小可运行脚本，并对每一步返回值做 None / False 检查。
4. 实现后必须真实运行，保存或导出目标文件，并使用 sw_review.py 生成预览图与审查报告。
5. 新发现的坑、错误码、兼容写法或稳定封装，要补充到 references/troubleshooting.md 或对应模块参考文档；常用逻辑再沉淀进 scripts/。

结果自审查

每次生成、修改、导入或导出 CAD 后都要做自审查，除非用户明确说不需要：

1. 检查 COM 返回值、特征对象、保存/导出返回值和输出文件大小。
2. 调用 model.ForceRebuild3(False)、model.ViewZoomtofit2() 刷新模型。
3. 用 scripts/sw_review.py 的 run_review() 导出 isometric/front/top/right 预览图并写入 *_review_report.json。
4. 读取报告里的 evaluation.status、evaluation.issues、checks 和预览图；通过截图或导出的 BMP 检查：主体是否存在、比例/方位是否合理、关键部件是否缺失、是否明显重叠或悬空、文件名和输出路径是否正确。
5. 若发现问题，先修脚本并重新生成，再汇报；不要只报告“保存成功”。

示例：

from sw_review import run_review

model.ForceRebuild3(False)
report, report_path = run_review(
    model,
    r"C:\temp\review",
    basename="car",
    expected_outputs=[r"C:\temp\car.sldprt", r"C:\temp\car.step"],
)
print(report_path)
print(report["evaluation"])

关键注意事项

• 单位：API 统一使用米。用 mm(50) 转换 50mm 为 0.05m，用 deg(90) 转换角度
• 版本：使用 SldWorks.Application 自动连接，兼容所有版本
• 选择：能拿到 COM 对象时优先用对象级 Select2()；基准面可用 SelectByID2("PLANE")，草图不要只依赖 SelectByID2("SKETCH")
• 草图：推荐用 with sketch(model, "Front Plane") as sketch_name: 自动进入/退出草图；sw_part.py 会缓存草图对象引用，避免 SW2024 中文版按名称选择草图失败
• 添加组件：装配体优先用 sw_assembly.add_component()；SW2024 中文版下 AddComponent4 可能返回 None，封装会用 AddComponent5、静默打开零件、重新激活装配体后重试
• 外观：对颜色要求高的模型优先拆成多零件装配体；材质数组必须用 SAFEARRAY(double) 编组，并回读 RGB 验证
• VARIANT：by-ref 参数必须用 VARIANT(pythoncom.VT_BYREF | pythoncom.VT_I4, 0) 包装
• 基准面名称：start_sketch() 会自动兼容英文版 "Front/Top/Right Plane" 与中文版 "前视/上视/右视基准面"
• 草图坐标：基于草图平面的局部坐标系，单位为米
• 运动装配：先解析组件再选 Mate 实体；GetCorresponding() 用于把零件内面/特征映射到装配体上下文；同心 Mate 默认不锁旋转
• Motion Study：swmotionstudy.tlb 需加载；pywin32 下 CreateMotionStudy / Activate / Calculate 可能表现为属性，优先用 sw_motion.motion_member() 兼容