Ambiente Sketcher

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L'icona dell'ambiente Sketcher

Introduzione

Con l'Ambiente Sketcher è possibile creare schizzi 2D destinati all'uso in altri ambienti di lavoro. Gli schizzi 2D sono il punto di partenza per molti modelli CAD. In genere definiscono i profili e i percorsi per le operazioni di creazione di forme 3D. Un modello può dipendere da diversi schizzi per la sua forma finale.

Insieme alle operazioni booleane definite in Ambiente Part, l'ambiente Sketcher, o "The Sketcher" in breve, costituisce la base della geometria solida costruttiva (CSG) metodo di costruzione dei solidi. Insieme alle operazioni in Ambiente PartDesign, costituisce anche la base della metodologia di modifica delle funzioni per la creazione di solidi. Ma anche molti altri ambienti di lavoro utilizzano gli schizzi.

L'ambiente Sketcher mette a disposizione i vincoli, che consentono alle forme 2D di seguire precise definizioni geometriche in termini di lunghezza, angoli e relazioni (orizzontalità, verticalità, perpendicolarità, ecc.). Un risolutore di vincoli calcola l'estensione vincolata della geometria 2D e consente l'esplorazione interattiva dei gradi di libertà dello schizzo.

Sketcher non è destinato alla produzione di progetti 2D. Una volta utilizzati gli schizzi per generare una lavorazione solida, questi vengono automaticamente nascosti e i vincoli sono visibili solo in modalità Modifica schizzo. Se si ha solo bisogno di produrre viste 2D per la stampa e non si vuole creare modelli 3D, dare un'occhiata all'Ambiente Draft.

Uno schizzo base, completamente vincolato‎.

Vincoli

I vincoli vengono utilizzati per limitare i gradi di libertà di un oggetto. Ad esempio, una linea senza vincoli ha 4 gradi di libertà (abbreviati in "DoF"): può essere spostata orizzontalmente o verticalmente, può essere allungata e può essere ruotata.

Applicando a una linea un vincolo orizzontale o verticale, oppure un vincolo angolare (rispetto ad un'altra linea o ad uno degli assi) si limita la sua capacità di ruotare, lasciandola quindi con solo 2 gradi di libertà. Bloccando uno dei suoi punti rispetto all'origine si rimuove un ulteriore grado di libertà. Applicando un vincolo dimensionale si rimuove l'ultimo grado di libertà. A questo punto, la linea è quindi considerata completamente vincolata.

Gli oggetti possono essere vincolati gli uni rispetto agli altri. Due linee possono essere unite attraverso uno dei loro punti con il vincolo del punto coincidente. È possibile impostare un angolo tra di loro oppure possono essere impostati perpendicolari. Una linea può essere tangente ad un arco o ad un cerchio e così via. Uno schizzo complesso con più oggetti può avere diverse soluzioni e renderlo completamente vincolato può significare che solo una di queste possibili soluzioni è stata raggiunta in base ai vincoli applicati.

Ci sono due tipi di vincoli: geometrici e dimensionali. Essi sono descritti nella successiva sezione dedicata agli Strumenti.

Modificare i vincoli

Quando viene creato un vincolo dimensionale di guida e se la preferenza Richiedi il valore dopo la creazione di un vincolo dimensionale è selezionata (impostazione predefinita), si apre una finestra di dialogo per modificarne il valore.

Sketcher_Edit_Constraint.png

È possibile inserire un valore numerico o una espressione, ed è possibile nominare il vincolo per facilitarne l'utilizzo in altre espressioni. È anche possibile selezionare la casella di controllo Riferimento per commutare il vincolo in modalità di riferimento.

Per modificare il valore di un vincolo dimensionale esistente, effettuare una delle seguenti operazioni:

  • Fare doppio clic sul valore del vincolo nella vista 3D.
  • Fare doppio clic sul vincolo nella Finestra di dialogo di Sketcher.
  • Fare clic con il pulsante destro del mouse sul vincolo nella finestra di dialogo di Sketcher e selezionare l'opzione Cambia valore dal menu contestuale.

Riposizionare i vincoli

I vincoli dimensionali possono essere riposizionati nella vista 3D trascinandoli. Tenere premuto il pulsante sinistro del mouse sul valore del vincolo e spostare il mouse. I simboli dei vincoli geometrici vengono posizionati automaticamente e non possono essere spostati.

Schizzi di profili

Per creare uno schizzo che può essere utilizzato come profilo per generare solidi è necessario seguire alcune regole:

  • Lo schizzo deve contenere solo contorni chiusi. Non sono consentiti spazi tra i punti finali, per quanto piccoli.
  • I contorni possono essere annidati per creare vuoti, ma non devono autointersecarsi o intersecare altri contorni.
  • I contorni non possono condividere i bordi con altri contorni. I bordi duplicati devono essere evitati.
  • Non sono consentite connessioni a T, ovvero più di due bordi che condividono un punto comune, o un punto che tocca un bordo.

Queste regole non si applicano alle geometrie di costruzione (colore predefinito blu), che non viene mostrata al di fuori della modalità di modifica o se lo schizzo viene utilizzato per uno scopo diverso. A seconda dell'ambiente di lavoro e dello strumento che utilizzerà lo schizzo del profilo, potrebbero essere applicate ulteriori restrizioni.

Aiuti per il disegno

L'ambiente Sketcher dispone di numerosi aiuti al disegno e altre funzionalità che possono essere utili durante la creazione della geometria e l'applicazione dei vincoli.

Modalità continua

Sono disponibili due tipi di modalità continua: Crea la geometria usando la "Modalità continua" e Creazione dei vincoli con "Modalità continua". Se questi sono selezionati nelle preferenze (impostazione predefinita), gli strumenti correlati verranno riavviati al termine. Per uscire da una modalità continua premere Esc o il pulsante destro del mouse. Questo deve essere ripetuto se uno strumento di geometria in modalità continua ha già ricevuto un input. È inoltre possibile uscire da uno strumento continuo avviando un altro strumento di creazione di geometria o vincoli. Tenere presente che premendo Esc quando nessuno strumento è attivo si uscirà dalla modalità di modifica dello schizzo. Deselezionare Esc permette di uscire dalla modalità di modifica dello schizzo nelle preferenze se si preme spesso inavvertitamente Esc troppe volte.

Vincoli automatici

Per gli schizzi in cui è selezionata l'opzione Vincoli automatici (impostazione predefinita) diversi vincoli vengono applicati automaticamente. L'icona di un vincolo automatico proposto viene visualizzata accanto al cursore quando è posizionato correttamente. Facendo clic con il pulsante sinistro del mouse verrà quindi applicato quel vincolo. Questa è un'impostazione per schizzo che può essere modificata nella finestra di dialogo di Sketcher o modificando la proprietà VistaAutoconstraints dello schizzo.

I seguenti vincoli vengono applicati automaticamente:

Aggancio

disponibile dalla versione 0.21

È possibile agganciare alle linee della griglia e alle intersezioni della griglia, ai bordi della geometria e ai punti medi di linee e archi e a determinati angoli. Tenere presente che l'aggancio (snap) non produce vincoli di per sé. Ad esempio, solo se l'opzione Vincoli automatici è attivata, l'aggancio a un bordo produrrà un Vincolo punto sull'oggetto. Ma anche solo scegliere un punto sul bordo avrebbe lo stesso risultato.

Parametri On-View

disponibile dalla versione 1.0

A seconda dell'opzione selezionata nelle preferenze possono essere abilitati solo i parametri On-View dimensionali o sia i parametri On-View dimensionali che quelli posizionali. I parametri di posizionali consentono l'immissione di coordinate esatte, ad esempio il centro di un cerchio o il punto iniziale di una linea. I parametri dimensionali consentono l'inserimento di dimensioni esatte, ad esempio il raggio di un cerchio o la lunghezza e l'angolo di una linea. I parametri On-View non sono disponibili per tutti gli strumenti.

Determinazione del punto centrale di un cerchio con i parametri posizionali abilitati

Determinazione del raggio di un cerchio con i parametri dimensionali abilitati

Se i valori vengono immessi e confermati premendo Enter o Tab, i relativi vincoli vengono aggiunti automaticamente. Se vengono visualizzati due parametri contemporaneamente, ad esempio le coordinate X e Y di un punto, è possibile inserire un valore e selezionare un punto per definire l'altro. A seconda dell'oggetto potrebbero essere necessari vincoli aggiuntivi per vincolarlo completamente. I vincoli risultanti dai parametri On-View hanno la precedenza su quelli che possono risultare da Vincoli automatici.

Arco creato inserendo tutti i parametri On-View con i risultanti vincoli creati automaticamente

Visualizzazione delle coordinate

Se Mostra le coordinate accanto al cursore durante la modifica preferenza è selezionato (impostazione predefinita), i parametri dello strumento di geometria corrente (coordinate, raggio o lunghezza e angolo) vengono visualizzati accanto al cursore. Questo è disattivato mentre vengono visualizzati i parametri On-View.

Metodi di selezione

Mentre uno schizzo è in modalità di modifica è possibile utilizzare i seguenti metodi di selezione:

Selezione elemento nella Vista 3D

Come altrove in FreeCAD, un elemento può essere selezionato nella Vista 3D con un singolo clic sinistro del mouse. Ma non è necessario tenere premuto il tasto Ctrl quando si selezionano più elementi. Tuttavia, tenere premuto quel tasto è possibile e ha il vantaggio di poter fare clic in modo errato senza perdere la selezione. Bordi, punti e vincoli possono essere selezionati in questo modo.

Selezione con riquardo nella Vista 3D

La selezione con riquadro nella vista 3D funziona senza utilizzare Std BoxSelection o Std BoxElementSelection:

  1. Assicursi che nessuno strumento sia attivo.
  2. Effettuare una delle seguenti operazioni:
    • Fare clic in un'area vuota e trascinare un rettangolo da sinistra a destra per selezionare gli elementi che si trovano completamente all'interno del rettangolo.
    • Fare clic in un'area vuota e trascinare un rettangolo da destra a sinistra per selezionare anche gli elementi che toccano o attraversano il rettangolo.

È possibile selezionare tramite riquadro bordi e punti, i vincoli non possono essere selezionati tramite in questo modo.

Selezione della geometria collegata nella Vista 3D

disponibile dalla versione 1.0

Facendo doppio clic su un bordo nella vista 3D verranno selezionati tutti i bordi direttamente e indirettamente collegati a quel bordo tramite i punti finali. Non è necessario che i bordi siano collegati con Vincoli coincidenti, i punti finali devono solo avere le stesse coordinate.

Selezione tramite la finestra Dialogo di Sketcher

I bordi e i punti possono anche essere selezionati dalla sezione Elementi della finestra Dialogo Sketcher e i vincoli dalla sezione Vincoli di quella stessa finestra.

Copia, taglia e incolla

disponibile dalla versione 1.0

Le scorciatoie da tastiera standard, Ctrl+C, Ctrl+X e Ctrl+V , possono essere utilizzate per copiare, tagliare e incollare la geometria dello Sketcher selezionata, inclusi i relativi vincoli. Ma questi strumenti sono disponibili anche dal menu Sketch → Strumenti Sketcher. Possono essere utilizzati all'interno dello stesso schizzo ma anche tra schizzi diversi o istanze separate di FreeCAD. Poiché i dati vengono copiati negli appunti sotto forma di codice Python, possono essere utilizzati anche in altri modi (ad esempio condivisi sul forum).

Strumenti

Gli strumenti dell'Ambiente Sketcher si trovano nel menu Sketch e/o in diverse barre degli strumenti. disponibile dalla versione 0.21: quasi tutte le barre degli strumenti di Sketcher vengono visualizzate soltanto se uno schizzo è in modalità di modifica. L'unica eccezione è che la barra degli strumenti di Sketcher viene visualizzata soltanto se nessuno schizzo è in modalità di modifica.

Alcuni strumenti sono disponibili anche dal menu contestuale Vista 3D mentre uno schizzo è in modalità di modifica o dai menu contestuali della finestra Dialogo Sketcher.

disponibile dalla versione 0.21: se uno schizzo è in modalità di modifica, la barra degli strumenti Struttura è nascosta perché nessuno dei suoi strumenti può essere utilizzato.

Generale

Barra degli strumenti di Sketcher

  • Modifica schizzo: apre la finestra di Dialogo Sketcher per modificare uno schizzo esistente.
  • Riposiziona schizzo: posiziona uno schizzo su uno dei piani principali con un offset opzionale. Può essere utilizzato anche per staccare uno schizzo.
  • Convalida lo schizzo: Può analizza e riparare uno schizzo che non è più modificabile o ha vincoli non validi o aggiungere vincoli coincidenti mancanti.

Barra degli strumenti in Modalità modifica di Sketcher

  • Vista in sezione: attiva o disattiva un piano di sezione temporaneo che nasconde eventuali oggetti e parti di oggetti davanti al piano dello schizzo.

Barra degli strumenti di modifica di Sketcher

Altro

  • Interrompi l'operazione: Arresta qualsiasi geometria attualmente in esecuzione o strumento di creazione di vincoli.

Geometrie Sketcher

Gli strumenti per creare gli oggetti.

  • Polilinea: Crea una serie di segmenti di linea e arco collegati dai loro punti finali. Lo strumento ha diverse modalità.
  • Crea arco:
  • Crea cerchio/ellisse:
  • Crea rettangolo:
  • Rettangolo: Disegna un rettangolo specificando gli angoli opposti.
  • Poligono regolare:
  • Triangolo equilatero: Disegna un triangolo equilatero inscritto in una circonferenza di costruzione.
  • Quadrato: Disegna un quadrato inscritto in una circonferenza di costruzione.
  • Pentagono: Disegna un pentagono inscritto in una circonferenza di costruzione.
  • Esagono: Disegna un esagono inscritto in una circonferenza di costruzione.
  • Ettagono: Disegna un ettagono inscritto in una circonferenza di costruzione.
  • Ottagono: Disegna un ottagono inscritto in una circonferenza di costruzione.
  • Poligono regolare : Disegna un poligono regolare selezionando il numero di lati e selezionando due punti: il centro e un angolo.
  • Asola:
  • Asola: Disegna un'asola selezionando il centro di un semicerchio e il punto finale dell'altro semicerchio.
  • B-spline:
  • Attiva/disattiva la geometria di costruzione: Attiva o disattiva la geometria dello schizzo dalla o nella modalità di costruzione. La geometria di costruzione è mostrata in blu e viene presa in considerazione solo nella modalità di modifica dello schizzo.

Vincoli dello Schizzo

I vincoli sono utilizzati per stabilire le relazioni tra gli elementi del disegno, e per bloccare il disegno lungo l'asse verticale e l'asse orizzontale. Alcuni vincoli richiedono dei Vincoli di supporto.

  • Vincoli dimensionali:
  • Distanza orizzontale: Fissa la distanza orizzontale tra 2 punti o tra gli estremi di una linea. Se viene selezionato un solo elemento, la distanza viene impostata a partire dall'origine.
  • Distanza verticale: Fissa la distanza verticale tra 2 punti o tra gli estremi di una linea. Se viene selezionato un solo elemento, la distanza viene impostata a partire dall'origine.
  • Distanza: definisce la lunghezza di una linea, la distanza perpendicolare tra un punto e una linea, la distanza tra due punti o, disponibile dalla versione 0.21, la distanza tra i perimetri di due cerchi.
  • Raggio: Definisce il raggio di un arco o di un cerchio o il peso di un polo B-spline.
  • Diametro: Definisce il diametro di un arco o di un cerchio.
  • Angolo: definisce l'angolo interno tra due linee selezionate.
  • Blocca: Vincola l'elemento selezionato impostando le distanze verticale e orizzontale rispetto all'origine, bloccando così la posizione di tale elemento. Queste quote di vincolo possono essere modificate in seguito.
  • Coincidente: Crea un vincolo di coincidenza (punto-con-punto) tra due punti selezionati.

Funge da vincolo concentrico se sono selezionati due o più cerchi, archi, ellissi o archi di ellissi.

  • Punto su oggetto: Crea un vincolo (fissa) un punto-su-un-oggetto sull'elemento selezionato.
  • Vincoli Orizzontale/Verticale:
  • Orizzontale: Vincola le linee o gli elementi della polilinea selezionati ad avere un orientamento orizzontale. È possibile selezionare più di un oggetto prima di applicare questo vincolo.
  • Vertical: Vincola le linee o gli elementi della polilinea selezionati ad avere un orientamento verticale. È possibile selezionare più di un oggetto prima di applicare questo vincolo.
  • Parallela: Crea un vincolo di parallelismo tra due linee selezionate.
  • Perpendicolare: Crea un vincolo di perpendicolarità tra due linee selezionate.
  • Tangente: Crea un vincolo di tangenza tra due entità selezionate, o un vincolo collineare tra due segmenti di linea.
  • Uguaglianza: Crea un vincolo di uguaglianza tra due entità selezionate. Se usato su cerchio o archi, il raggio viene posto uguale.
  • Simmetria: Crea un vincolo simmetrica tra 2 punti rispetto a una linea.
  • Fissa: blocca il movimento di un bordo, ovvero impedisce ai suoi vertici di cambiare la loro posizione corrente. Dovrebbe essere particolarmente utile per fissare la posizione delle B-Splines. Vedere la discussione su Block Constraint nel forum.
  • Rifrazione (legge di Snell): Crea un vincolo di rifrazione tra due linee per simulare secondo la Legge di Snell un raggio di luce che attraversa un'interfaccia.
  • Toggle constraints:
  • Commuta vincoli: Commuta una serie di vincoli, quelli associati a un valore numerico, da decisivi a indicatori e viceversa.

Strumenti dello Sketcher

  • Raccorda:
  • Rifila:
  • Rifila: Accorcia una linea, un cerchio o un arco fino al primo nodo, punto di intersezione.
  • Estendi: Estende una linea o un arco fino ad una linea di un bordo, arco, ellisse, arco di ellisse o un punto nello spazio.
  • Simmetria: Copia un elemento dello schizzo in modo simmetrico rispetto ad una linea a scelta.

Strumenti Sketcher B-spline

Visualizzazione dello Schizzo

  • Show/hide B-spline information layer:
  • Mostra/nascondi la geometria interna: Ricrea la geometria interna mancante o eliminata non necessaria di un'ellisse selezionata, o arco di ellisse o iperbole o parabola o B-spline.

Strumenti obsoleti

  • Clona: Clona un elemento dello schizzo.
  • Chiudi forma: Crea una forma chiusa applicando vincoli coincidenti ai punti finali. Non disponibile dalla versione 0.21 e superiori.
  • Collega segmenti: Collega gli elementi dello sketcher applicando vincoli coincidenti ai punti finali. Non disponibile dalla versione 0.21 e superiori.
  • Copia: Copia un elemento dello schizzo.
  • Sposta: Sposta la geometria selezionata prendendo come riferimento l'ultimo punto selezionato.

Preferenze

Migliori Pratiche

Ogni utente CAD, nel corso del tempo, sviluppa un proprio modo di lavorare, ma ci sono alcuni criteri generali che è utile seguire.

  • Una serie di schizzi semplici è più facile da gestire rispetto a un unico schizzo molto complesso. Ad esempio, si può creare un primo schizzo per produrre (con una estrusione o una rivoluzione) la forma 3D di base, poi un secondo schizzo per eseguire i fori o le aperture (tasche). Alcuni dettagli possono essere omessi e realizzati in seguito come operazioni 3D. È possibile decidere di evitare gli smussi nel disegno, se ce ne sono troppi, e aggiungerli dopo come caratteristica 3D.
  • Creare sempre un profilo chiuso altrimenti il disegno non produrrà un solido, bensì una serie di facce aperte. Quando si desidera escludere alcuni oggetti nella creazione del solido, trasformarli in elementi di costruzione con lo strumento Modalità costruzione.
  • Utilizzare la funzione Vincoli automatici per ridurre il numero di vincoli da inserire manualmente.
  • Come regola generale, si applicano prima i vincoli geometrici, poi i vincoli dimensionali, e infine si blocca il disegno. Da ricordare: le regole sono fatte per essere infrante. Quando ci sono difficoltà nel manipolare il disegno, può essere utile vincolare alcuni oggetti prima di completare il profilo.
  • Se possibile, centrare il disegno nell'origine (0,0) con il vincolo Blocca. Se il disegno non è simmetrico, posizionare uno dei suoi punti nell'origine, o scegliere una cifra tonda semplice per le distanze di blocco.
  • Se c'è la possibilità di scegliere tra il vincolo lunghezza e il vincolo distanza orizzontale o distanza verticale , preferire questi ultimi. I vincoli di distanza orizzontale e verticale sono computazionalmente più economici.
  • In generale, i vincoli migliori da utilizzare sono: Orizzontale e Verticale, Lunghezza Orizzontale e Verticale, Tangente nel punto. Se possibile, limitare l'uso di questi vincoli: Lunghezza generica, Tangenza Edge-to-edge, Punto su linea; Simmetria.
  • In caso di dubbi sulla validità di uno schizzo una volta completato (le funzioni diventano verdi), chiudere la finestra di dialogo di Sketcher, passare a Part ed eseguire Controlla la geometria.

Tutorial

Script

La pagina scripting contiene esempi su come creare vincoli da script Python.

Esempi

Per alcune idee su cosa si può ottenere con gli strumenti di Sketcher, dai un'occhiata a: Esempi di Sketcher.


Sketcher
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