Верстак Sketcher

From FreeCAD Documentation
This page is a translated version of the page Sketcher Workbench and the translation is 9% complete.
Outdated translations are marked like this.
Other languages:
Логотип верстака Sketcher

Введение

Верстак Sketcher применяется в FreeCAD, для создания двухмерных эскизов, предназначенных для дальнейшего использования в верстаках: PartDesign, Arch и других. Плоский двухмерный эскиз является основой для построения большинства CAD моделей, поскольку 2D-эскиз можно «выдавливать» для создания объемных фигур; 2D-эскизы могут быть использованы для создания других элементов, таких как вырезы, выступы или "надстройки" поверх ранее построенных объемных фигур. Вместе с логическими операциями, перечисленными в верстаке Part, Sketcher формирует основу конструктивной геометрии (CSG) построения твердых тел. Более того, вместе с операциями верстака PartDesign, Sketcher так же формирует основы методов функционального редактирования при создании твердых тел.

Together with boolean operations defined in the Part Workbench, the Sketcher Workbench, or "The Sketcher" for short, forms the basis of the constructive solid geometry (CSG) method of building solids. Together with PartDesign Workbench operations, it also forms the basis of the feature editing methodology of creating solids. But many other workbenches use sketches as well.

Функции "ограничения" верстака Sketcher, позволяют задавать фигурам точные геометрические размеры определяя длины, углы и отношения (горизонтальность, вертикальность, перпендикулярность и т. д.). Решатель "ограничений" в интерактивном режиме обсчитывает ограничения степеней свободы геометрии эскиза.

Sketcher не предназначен для создания 2D чертежей. Когда эскизы используются для создания твердотельного элемента, они автоматически скрываются. Ограничения видны только в режиме редактирования эскиза.

Так выглядит полностью ограниченный эскиз

Constraints

Ограничения противоположны традиционным явно заданным размерам, они позволяют постепенно ограничивать степени свободы объекта (по англ. Degrees Of Freedom сокращенно "DOF"). Например, отрезок не имеющий никаких ограничений имеет 4 степени свободы, его можно: перемещать по горизонтали, перемещать по вертикали, вращать и масштабировать.

Применение горизонтального или вертикального ограничения или углового ограничения (относительно другой линии или одной из осей) уберет возможность вращать отрезок, оставляя таким образом 3 степени свободы. Привязка одной из точек отрезка к центру системы координат уберет еще 2 степени свободы. Применение ограничения размера уберет последнюю степень свободы. Такой отрезок будет считаться полностью ограниченым.

Между собой могут быть ограничены и несколько объектов. Две линии могут быть объединены ограничением в точке их пересечения. Между ними может быть установлен угол или же они могут быть перпендикулярны. Линия может касаться дуги или круга и т.п. Сложный эскиз с несколькими объектами может иметь несколько различных решений, и его полное ограничение означает, что только одно из этих возможных решений было достигнуто на основе примененных ограничений.

Существует два вида ограничений: геометрические и размерные. Они подробно описаны в разделе Инструменты ниже.

Edit constraints

When a driving dimensional constraint is created, and if the Ask for value after creating a dimensional constraint preference is selected (default), a dialog opens to edit its value.

Sketcher_Edit_Constraint.png

You can enter a numerical value or an expression, and it is possible to name the constraint to facilitate its use in other expressions. You can also check the Reference checkbox to switch the constrain to reference mode.

To edit the value of an existing dimensional constraint do one of the following:

  • Double-click the constraint value in the 3D view.
  • Double-click the constraint in the Sketcher Dialog.
  • Right-click the constraint in the Sketcher Dialog and select the Change value option from the context menu.

Reposition constraints

Dimensional constraints can be repositioned in the 3D view by dragging. Hold down the left mouse button over the constraint value and move the mouse. The symbols of geometric constraints are positioned automatically and cannot be moved.

Profile sketches

To create a sketch that can be used as a profile for generating solids certain rules must be followed:

  • The sketch must contain only closed contours. Gaps between endpoints, however small, are not allowed.
  • Contours can be nested, to create voids, but should not self-intersect or intersect other contours.
  • Contours cannot share edges with other contours. Duplicate edges must be avoided.
  • T-connections, that is more than two edges sharing a common point, or a point touching an edge, are not allowed.

These rules do not apply to construction geometry (default color blue), which is not shown outside edit mode, or if the sketch is used for a different purpose. Depending on the workbench and the tool that will use the profile sketch, additional restrictions may apply.

Drawing aids

The Sketcher Workbench has several drawing aids and other features that can help when creating geometry and applying constraints.

Continue modes

There are two continue modes: Geometry creation "Continue Mode" and Constraint creation "Continue Mode". If these are checked (default) in the preferences, related tools will restart after finishing. To exit a continuous tool press Esc or the right mouse button. This must be repeated if a continuous geometry tool has already received input. You can also exit a continuous tool by starting another geometry or constraint creation tool. Note that pressing Esc if no tool is active will exit sketch edit mode. Uncheck the Esc can leave sketch edit mode preference if you often inadvertently press Esc too many times.

Auto constraints

In sketches that have Auto constraints checked (default) several constraints are applied automatically. The icon of a proposed automatic constraint is shown next to the cursor when it is placed correctly. Left-Clicking will then apply that constraint. This is a per-sketch setting that can be changed in the Sketcher Dialog or by changing the ВидAutoconstraints property of the sketch.

The following constraints are applied automatically:

Snapping

introduced in version 0.21

It is possible to snap to grid lines and grid intersection, to edges of geometry and midpoints of lines and arcs, and to certain angles. Please note that snapping does not produce constraints in and of itself. For example, only if Auto constraints is switched on will snapping to an edge produce a Point on object constraint. But just picking a point on the edge would then have the same result.

On-View-Parameters

introduced in version 1.0

Depending on the selected option in the preferences only the dimensional On-View-Parameters or both the dimensional and the positional On-View-Parameters can be enabled. Positional parameters allow the input of exact coordinates, for example the center of a circle, or the start point of a line. Dimensional parameters allow the input of exact dimensions, for example the radius of a circle, or the length and angle of a line. On-View-Parameters are not available for all tools.

Determining the center point of a circle with the positional parameters enabled

Determining the radius of a circle with the dimensional parameters enabled

If values are entered and confirmed by pressing Enter or Tab, related constraints are added automatically. If two parameters are displayed at the same time, for example the X and Y coordinate of a point, it is possible to enter one value and pick a point to define the other. Depending on the object additional constraints may be required to fully constrain it. Constraints resulting from On-View-Parameters take precedence over those that may result from Auto constraints.

Arc created by entering all On-View-Parameters with resulting automatically created constraints

Coordinate display

If the Show coordinates beside cursor while editing preference is checked (default), the parameters of the current geometry tool (coordinates, radius, or length and angle) are displayed next to the cursor. This is deactivated while On-View-Parameters are shown.

Selection methods

While a sketch is in edit mode the following selection methods can be used:

3D view element selection

As elsewhere in FreeCAD, an element can be selected in the 3D view with a single left mouse click. But there is no need to hold down the Ctrl key when selecting multiple elements. Holding down that key is possible though and has the advantage that you can miss-click without losing the selection. Edges, points and constraints can be selected in this manner.

3D view box selection

Box selection in the 3D view works without using Std BoxSelection or Std BoxElementSelection:

  1. Make sure that no tool is active.
  2. Do one of the following:
    • Click in an empty area and drag a rectangle from left to right to select elements that lie completely inside the rectangle.
    • Click in an empty area and drag a rectangle from right to left to also select elements that touch or cross the rectangle.

You can box-select edges and points, constraints cannot be box-selected.

3D view connected geometry selection

introduced in version 1.0

Double-clicking an edge in the 3D view will select all edges directly and indirectly connected with that edge via endpoints. There is no need for the edges to be connected with Coincident constraints, endpoints need only have the same coordinates.

Sketcher Dialog selection

Edges and points can also be selected from the Elements section of the Sketcher Dialog, and constraints from the Constraints section of that dialog.

Copy, cut and paste

introduced in version 1.0

The standard keyboard shortcuts, Ctrl+C, Ctrl+X and Ctrl+V, can be used to copy, cut and paste selected Sketcher geometry including related constraints. But these tools are also available from the Sketch → Sketcher tools menu. They can be used within the same sketch but also between different sketches or separate instances of FreeCAD. Since the data is copied to the clipboard in the form of Python code, it can be used in other ways too (e.g. shared on the forum).

Инструменты

Все инструменты верстака Sketcher находятся в меню Sketch, которое появляется при загрузке верстака Sketcher.

Some tools are also available from the 3D view context menu while a sketch is in edit mode, or from the context menus of the Sketcher Dialog.

introduced in version 0.21: If a sketch is in edit mode the Structure toolbar is hidden as none of its tools can then be used.

Основные

Sketcher toolbar

  • Создать эскиз: Создать новый эскиз на выбранной грани или плоскости. Если во время использования этого инструмента грань не выбрана, пользователю, во всплывающем окне, предлагается выбрать плоскость.
  • Отразить эскиз: Зеркально отразить эскиз вдоль оси x, оси y или относительно нормали.

Sketcher Edit Mode toolbar

  • Обзор эскиза: Установить вид модели перпендикулярно плоскости эскиза.
  • Обзор сечения: Создаёт плоскость сечения, которая временно скрывает любой объект перед плоскостью эскиза.

Sketcher edit tools toolbar

Other

  • Остановить операцию: В режиме редактирования остановить текущую операцию, будь то рисование, установка ограничений и т. д.

Геометрические построения

Содежит инструменты для создания объектов.

  • Линия по точкам: Построить линию (ломанную) по точкам. Нажатие клавиши M при построении позволяет переключаться между различными режимами построения.
  • Отрезок: Построить отрезок по двум точкам. При применении некоторых ограничений отрезки воспринимаются, как бесконечные линии.
  • Create arc:
  • Дуга: Построить сегмент дуги задав центр, радиус, начальный угол и конечный угол.
  • Дуга по 3 точкам: Построить сегмент дуги по двум конечным точкам и точке на окружности.
  • Эллиптическая дуга: Построить эллиптическую дугу по центральной точке, главной точке радиуса, начальной и конечной точкам.
  • Create circle/ellipse:
  • Эллипс от центра: Построить эллипс по центральной точке, точке большого радиуса и точке малого радиуса.
  • Эллипс по 3 точкам: Построить эллипс по внешнему диаметру (2 точки) и точке малого радиуса.
  • Create rectangle:
  • Create regular polygon:
  • Треугольник: Построить правильный треугольник, вписанный в окружность вспомогательной геометрии.
  • Квадрат: Построить равносторонний квадрат, вписанный в окружность вспомогательной геометрии.
  • Пятиугольник: Построить равносторонний пятиугольник, вписанный в окружность вспомогательной геометрии.
  • Шестиугольник: Построить равносторонний шестиугольник, вписанный в окружность вспомогательной геометрии.
  • Семиугольник: Построить равносторонний семиугольник, вписанный в окружность вспомогательной геометрии.
  • Восьмиугольник: Построить равносторонний восьмиугольник, вписанный в окружность вспомогательной геометрии.
  • Правильный многоугольник : Построить правильный многоугольник с определенным количеством сторон, по двум точкам: центральной и крайней.
  • Create slot:
  • Паз: Построить овал, по двум точкам.
  • Create B-spline:
  • B-сплайн: Построить B-сплайн кривую по контрольным точкам.
  • Переключить вспомогательную геометрию: Переключить геометрию эскиза из/в режим вспомогательной геометрии. Вспомогательная геометрия показана синим цветом и не видна вне режима редактирования Sketcher.

Ограничения эскиза

Ограничения используются для задания длин, задания правил взаимодействия между элементами эскиза, для блокировки эскиза по вертикальным и горизонтальным осям. Некоторые ограничения требуют использования Вспомогательных ограничений.

  • Dimensional constraints:
  • Dimension: Is the context-sensitive constraint tool of the Sketcher Workbench. Based on the current selection, it offers appropriate dimensional constraints, but also geometric constraints. introduced in version 1.0
  • Горизонтальное расстояние: Фиксирует горизонтальное расстояние между двумя точками или конечными точками линии. Если выбран только один элемент, то расстояние устанавливается относительно начала координат.
  • Вертикальное расстояние: Фиксирует вертикальное расстояние между двумя точками или конечными точками линии. Если выбран только один элемент, то расстояние устанавливается относительно начала координат.
  • Расстояние: Задает размер выбранной линии, ограничивая ее длину, или задает расстояние между двумя точками, ограничивая по расстоянию между ними.
  • Радиус: Задает радиус выбранной дуги или круга, ограничивая его.
  • Диаметр: Задает диаметр выбранной дуги или окружности заданием ограничения радиуса.
  • Угол: Указать угол между двумя выбранными отрезками.
  • Зафиксировать: Ограничивает выбранный элемент, устанавливая вертикальные и горизонтальные расстояния относительно начала координат, тем самым фиксируя местоположение этого элемента. Позже эти ограничения расстояния могут быть отредактированы.
  • Ограничение наложения точек: Прикрепляет точку к одной или нескольким другим точкам (совпадает с ними). Он действует как концентрическое ограничение, если выбраны две или более окружностей, дуг, эллипсов или дуг эллипсов.
  • Horizontal/vertical constraints:
  • Горизонталь: Преобразует выбранные отрезки или линии в строго горизонтальные. При применении этого ограничения можно выбрать более одного объекта.
  • Вертикаль: Преобразует выбранные отрезки или линии в строго вертикальные. При применении этого ограничения можно выбрать более одного объекта.
  • Перпендикулярность: Ограничивает две линии, перпендикулярные друг другу, или ограничить линию, перпендикулярную конечной точке дуги.
  • Ограничение касательности: Создаёт касательную и ограничение между двумя выбранными объектами, или коллинеарное ограничение между двумя линиями. Линия не обязательно должна лежать непосредственно на дуге или окружности, чтобы быть ограниченной касательной к этой дуге или окружности.
  • Равенство: Создает ограничение равенства двух выбранных объектов. При использовании на кругах или дугах их радиусы будут равны.
  • Симметричность: Создает симметрию и ограничение между двумя точками относительно линии или между двумя точками относительно третьей выбранной точки.
  • Блокировать: Блокирует перемещение ребра, то есть предотвращает изменение текущего положения его вершин. Это может быть очень полезно для фиксации позиций В-сплайнов. Смотрите ветку форума Block Constraint forum topic.
  • Toggle constraints:

Инструменты эскизов

  • Create fillet/chamfer:
  • Скругление: Создаёт скругление между двумя непараллельными линиями.
  • Edit edge:
  • Обрезать: Обрезать линию, окружность или дугу относительно выбранной точки.
  • Продлить: Продлить линию или дугу до линии границы, дуги, эллипса, эллиптической дуги или точки в пространстве.
  • Симметрия: Копирует элемент эскиза симметрично выбранной линии.

Инструменты эскизов для B-сплайн-ов

Sketcher visual

  • Show/hide B-spline information layer:

Obsolete tools

  • Замкнуть фигуру: Создает замкнутую фигуру, применяя ограничение совпадения к конечным точкам. Данный инструмент устарел, и не будет поддерживаться в будущих релизах (version 1.0 and above).
  • Соединить ребра: Соединяет элементы эскиза применяя ограничение совпадения к конечным точкам. Данный инструмент устарел, и не будет поддерживаться в будущих релизах (version 1.0 and above).
  • Копия: Копирует элемент эскиза.
  • Перемещение: Перемещает выбранную геометрию, используя в качестве ссылки последнюю выбранную точку.

Настройки

Оптимальные решения

Каждый пользователь САПР со временем вырабатывает свой собственный способ работы, но есть несколько полезных общих принципов, которым нужно следовать.

  • Набором простых эскизов управлять легче, чем одним сложным. Например, первый эскиз может быть создан для применения 3D операции (такой как выдавливание или вращение), а второй может содержать отверстия или вырезы. Некоторые детали могут быть опущены, чтобы позднее быть реализованными 3D-операциями. Вы можете избегать скруглений в эскизе, если их слишком много, и добавить их позднее 3D-операцией.
  • Всегда создавайте замкнутый контур, иначе из эскиза не получится создать твердое тело, а только набор открытых граней. Если вы не хотите, чтобы некоторые элементы были включены в создание твердого тела, включите их в состав вспомогательных элементов конструкции с помощью инструмента Вспомогательный режим.
  • Используйте функцию Авто Ограничения, чтобы уменьшить количество ограничений, которые вам нужно будет добавить вручную.
  • Как правило, сначала используются геометрические ограничения, затем размерные ограничения, последним и заблокировав эскиз. Но помните: правила созданы для того, чтобы их нарушать. Если вам трудно манипулировать эскизом, может быть полезно сначала ограничить несколько объектов, прежде чем закончить свой контур.
  • Если возможно, отцентрируйте свой эскиз в начале координат (0,0) с ограничением блокировки. Если ваш эскиз не симметричен, расположите одну из его точек в начале координат или выберите красивые круглые числа для расстояний блокировки. В версии 0.12 внешние ограничения (ограничение эскиза существующей 3D-геометрией, такой как ребра или другие эскизы) не реализованы. Это означает, что для размещения геометрии следующих эскизов на вашем первом эскизе вам необходимо вручную установить расстояния относительно вашего первого эскиза. Ограничение блокировки (25,75) из начала координат легче запомнить, чем (23.47,73.02).
  • Если у вас есть выбор между ограничением Расстояния и ограничением Горизонтального или Вертикального расстояния, предпочтите двое последних. Ограничения горизонтального и вертикального расстояния менее затратны в плане вычисления.
  • В общем, лучше всего использовать следующие ограничения: Горизонталь и Вертикаль; Горизонтальное и Вертикальное расстояние; Совпадение Точка к Точке. Если возможно, ограничьте использование следующих: Расстояние; Касательная; Точка на Объекте; Симметричность.
  • Если вы сомневаетесь в достоверности эскиза после его завершения (некоторые элементы все равно подсвечиваются зелёными цветом), закройте диалоговое окно Sketcher, переключитесь на верстак Part и запустите инструмент Проверка геометрии.

Уроки

Программирование

Страница программирование в Sketcher содержит в себе примеры создания различных ограничений через скрипты Python.

Examples

For some ideas of what can be achieved with Sketcher tools, have a look at: Sketcher examples.


Sketcher
Документация пользователя
Retrieved from "http://wiki.freecad.org/index.php?title=Sketcher_Workbench/ru&oldid=1487027"