Tutorial Básico sobre el uso del Croquizador

This page is a translated version of the page Basic Sketcher Tutorial and the translation is 100% complete.

Tema
Tutorial
Croquizador
Nivel
Principiante
Tiempo para completar
60 minutos
Autores
Drei y vocx
Versión de FreeCAD
0.19
Archivos de ejemplos
Basic Sketcher tutorial updated
Ver también
None

Introducción

Originalmente, este tutorial fue escrito por Drei. Más adelante, fue revisado e ilustrado por vocx.

Este documento tiene como objetivo presentar al lector el flujo de trabajo básico del Entorno de Trabajo Croquizador.

El Croquizador se encuentra en FreeCAD como un módulo independiente, por lo que se puede usar para dibujar objetos 2D (planos) genéricos. Sin embargo, se usa principalmente junto con el Entorno de Trabajo Diseño de Pieza. Normalmente, un boceto cerrado se suele utilizar para crear una cara o un perfil que se extruirá en un Sólido con una operación de Relleno.

El lector practicará los siguientes aspectos:

Creación de geometría de construcción
Creación de geometría real
Aplicación de restricciones geométricas
Aplicación de restricciones de referencia
Obtención de un perfil cerrado

Para una descripción más detallada del Croquizador, lea la Sketcher Lecture.

Resultado final del boceto, con toda la geometría completamente restringida, incluyendo la geometría de construcción para el soporte.

Configuración

1. Abra FreeCAD y cree un nuevo documento vacío con Archivo → 16px Nuevo.

1.1. Cambie al Entorno de trabajo Croquizador desde el Selector del Entorno de Trabajo o desde el menú Vista → Entorno de trabajo → Boceto.

Algunas acciones a tener en cuenta:

Pulse el botón derecho del ratón o pulse la tecla Esc una vez para deseleccionar la herramienta activa en el modo de edición.

Para salir del modo de edición de bocetos, pulse el botón Cerrar en el Panel de Tareas o pulse Esc dos veces.

Para volver al modo de edición, haga doble clic en el boceto en la Vista de Árbol o selecciónelo y, a continuación, haga clic en Editar Boceto..

Crear un Croquis

2. Haga clic en Nuevo Croquis.

2.1. Elija la orientación del boceto, es decir, uno de los planos base XY, XZ o YZ. Elija también si desea una orientación invertida y un desplazamiento respecto al plano base.

2.2. En nuestro caso, usaremos el plano y las opciones predeterminadas.

2.3. Haga clic en Aceptar para comenzar a diseñar el croquis.

Ya estamos dentro del modo de edición de croquis. Dentro de él, podemos hacer uso de la mayoría de las herramientas de este ambiente de trabajo.

Nota: La vista_árbol cambiará al Panel de Tareas; en esta interfaz, expanda la sección Editar controles y asegúrese de que la opción Auto restricciones esté habilitada. Se pueden cambiar otras opciones, incluido el tamaño de la cuadrícula visible y si queremos ajustarla. En este tutorial no vamos a justar la cuadrícula. De hecho, para los propósitos que queremos, la vamos a ocultar. En otras secciones del Panel de Tareas también puede ver qué elementos geométricos y restricciones se han definido.

Parte superior del panel de tareas del Croquizador.

Geometría de la construcción

3. La geometría de construcción se utiliza para guiar la creación de la geometría "real". La geometría real será la que se muestre fuera del modo de edición del croquis, mientras que la geometría de construcción sólo se mostrará dentro del modo de edición. Por lo tanto, puede utilizar tanta geometría de construcción como necesite para construir formas reales.

3.1. Haga clic en

Conmutar a Construcción. Ahora los elementos geométricos se dibujarán en Modo de construcción.

3.2. Haga clic en

Crear Línea.

3.3. Acércase al origen del boceto, el punto debería resaltarse y cerca de su cursor deberá aparecer el icono

Restricción de Coincidencia.

3.4. Haga clic en el punto y mueva el puntero para empezar a dibujar una nueva línea a partir del mismo. Mueva el puntero para que la línea tenga una longitud de alrededor de 30 mm. No tiene que ser muy preciso en este paso; más tarde estableceremos la dimensión correcta.

3.5. Repita este procedimiento cuatro veces más para colocar las líneas de construcción en forma de estrella. No se preocupe demasiado por su tamaño o posición, simplemente extiéndelas en los cuatro cuadrantes.

3.6. Ahora salga del modo de construcción haciendo clic de nuevo en

Conmutar a Construcción.

Nota: Hasta este punto, la herramienta Línea sigue activa. Esto significa que podemos seguir haciendo clic en la Vista 3D para dibujar tantas líneas como queramos. Si queremos salir de esta herramienta, podemos pulsar el botón derecho del ratón o pulsar Esc del teclado una vez. Al hacerlo, el puntero dejará de crear líneas y simplemente nos permitirá seleccionar los objetos que acabamos de crear. En este modo de puntero, podemos seleccionar y arrastrar los extremos de cada línea para ajustar su posición.

Nota 2: No pulse Esc por segunda vez, ya que saldrá del modo de edición de croquis. Si lo hace, vuelva a entrar en el modo de edición haciendo doble clic en el croquis en la Vista de árbol.

Échele un vistazo al Panel de Tareas de nuevo. La sección Mensajes del Solucionador ya indica que el croquis está poco restringido, y menciona el número de Grados de Libertad.

Observe las secciones Restricciones y Elementos para ver la nueva lista de restricciones y líneas. Cuando sus croquis tengan muchos elementos, puede ser difícil seleccionarlos en la Vista 3D, así que puede usar estas listas para seleccionar el objeto que desee exactamente.

Líneas de construcción que forman una forma de estrella con su centro en el origen.

Geometría real

Si, posteriormente, el croquis se va a utilizar como un perfil que pueda ser extruido por herramientas como Relleno, la geometría real debe formar necesariamente una figura cerrada. De lo contrario el programa le avisará con la aparición de una ventana emergente indicándole el error.

Asegúrase de que no está en modo construcción haciendo clic en Conmutar a Construcción, si no ha salido previamente de este modo.

Arcos exteriores

4. Cree un círculo.

4.1. Haga clic en

Crear Círculo.

4.2. Haga clic en el origen del croquis para colocar su punto central.

4.3. Haga clic en cualquier lugar de la Vista 3D para establecer el radio de la circunferencia como una distancia desde el origen que sea aproximadamente de 8 mm. De nuevo, el ajuste fino de la cota se hará más adelante.

5. Dibuje una serie de arcos.

5.1. Haga clic en

Crear Arco.

5.2. Acérquese al punto final de una de las líneas de construcción y haz clic sobre ella. Esto hará que el punto central del arco circular sea

Coincidente con el punto final de esta línea.

5.3. Haga clic una vez en la Vista 3D en un lugar arbitrario para establecer simultáneamente el radio del arco, y el primer punto final del mismo. Defina un radio aproximado de 8 mm.

5.4. Mueva el puntero en sentido contrario a las agujas del reloj para trazar un arco cuya concavidad apunte hacia el origen del croquis. Haga clic para fijar el punto final del arco, definiendo un arco circular que barra aproximadamente un angulo de 180° o media circunferencia.

5.5. Repita estos pasos con cada línea de construcción, de modo que cada una de ellas tenga un arco circular en su extremo. Llamaremos a estos arcos O por arcos hacia afuera.

Arcos circulares añadidos en los puntos finales de las líneas de construcción, además de un círculo central.

Arcos interiores

6. Cree un arco entre cada par de arcos en O anteriores.

6.1. Con la herramienta

Crear Arco activa, haga clic en algún punto entre dos arcos en O, pero más lejos del origen del boceto, para establecer el centro de un nuevo arco.

6.2. Haga clic cerca del extremo de un arco en O y mueva el puntero para trazar otro arco que termine cerca del extremo de otro arco en O diferente, como si intentara unir los extremos. Esta vez, la concavidad debe apuntar en dirección opuesta al origen.

6.3. Repita estos pasos para que cada par de arcos en O tenga un nuevo arco entre ellos. Llamaremos a estos arcos arcos en I (arcos hacia adentro).

En resumen, los arcos O deben tener su curvatura hacia fuera y su concavidad hacia el origen del croquis. Por otra parte, los arcos I deben tener su curvatura hacia dentro y su concavidad hacia fuera del mismo origen.

Arcos circulares añadidos entre el primer conjunto de arcos dibujados.

Restricciones

Vuelve a echar un vistazo al panel de tareas. Debido a los nuevos elementos geométricos que hemos dibujado, la sección Mensajes del solucionador indica aún más grados de libertad. Un grado de libertad (DOF) indica un posible movimiento de un elemento. Por ejemplo, un punto se puede mover tanto en dirección horizontal como vertical, por lo que tiene dos grados de libertad. Una línea está definida por dos puntos, por lo que en total tiene cuatro grados de libertad. Si fijamos uno de esos puntos, entonces todo el sistema sólo dispone de dos grados de libertad; si además fijamos el movimiento horizontal del punto restante, sólo nos queda un grado de libertad; y si también fijamos el movimiento vertical de este punto, entonces el último grado de libertad desaparece, y la línea ya no puede moverse de su posición.

Hasta ahora, al dibujar líneas y curvas, el editor de bocetos del Croquizador ha añadido automáticamente restricciones que mantienen las líneas unidas al origen y los arcos O a las líneas de construcción. Sin embargo, no hemos añadido otras restricciones explícitas, por lo que las figuras geométricas aún pueden moverse en múltiples direcciones. Las restricciones son "reglas" que nos indican bajo qué condiciones un objeto geométrico puede moverse y en qué medida. Se utilizan para eliminar los grados de libertad y así lograr que el boceto tenga una forma estable. Si eliminamos todos los grados de libertad, el boceto queda Completamente Restringido y tiene una forma fija; es decir, sus puntos no pueden moverse en absoluto. En general, es recomendable restringir completamente los croquis, ya que esto dará como resultado modelos estables.

Existen dos tipos principales de restricciones:

Las restricciones geométricas definen las características de las figuras sin especificar dimensiones exactas, por ejemplo, horizontalidad, verticalidad, paralelismo, perpendicularidad y tangencia.

Las restricciones de dimensión definen las características de las figuras especificando dimensiones, por ejemplo, una longitud numérica o un ángulo.

Restricciones geométricas

Igualdad de longitud y Radio

7. Restrinja geométricamente las líneas y los arcos.

7.1 Seleccione las cinco líneas de construcción. Solo necesita hacer clic una vez para seleccionar un elemento.

7.2 Pulse

Igual longitud.

Nota: Esto crea solo cuatro restricciones. Las restricciones están encadenadas: la primera línea tiene la misma longitud que la segunda, que tiene la misma longitud que la tercera, que a su vez tiene la misma longitud que la cuarta, que tiene la misma longitud que la quinta. Por lo tanto, en este caso, la primera y la quinta tienen la misma longitud.

7.3. Seleccione los cinco arcos en O, aquellos centrados en un extremo de una línea de construcción.

7.4. Pulse

Igual Longitud.

7.5. Repita el proceso con todos los arcos en I, los que se encuentran entre los arcos en O.

Nota: Nuevamente, las restricciones están encadenadas. Por lo tanto, todos los arcos en O tendrán el mismo radio, y todos los arcos en I también. En este momento, el valor específico de estas longitudes no es fijo. Puede usar el puntero para arrastrar un punto y observar cómo se actualiza el boceto respetando las restricciones vigentes.

7.6. Seleccione la línea de construcción más cercana al eje vertical.

7.7. Pulse

Restricción Vertical (opcional). Si dibujó la línea de construcción hacia abajo sobre el eje Y, se aplicó automáticamente una

Restricción de Punto en el Objeto, manteniendo la línea de construcción vertical. En este caso, no es necesaria ninguna

Restricción Vertical adicional.

Nota: Al agregar restricciones, aparecen símbolos superpuestos que indican el tipo de restricción aplicada sobre la geometría en la Vista 3D. Si estos símbolos dificultan la visualización, puede ocultarlos desmarcando la restricción en el Panel de Tareas. Tenga en cuenta también que el número de grados de libertad disminuye después de agregar cada restricción.

Nota 2: Si desea desactivar temporalmente la restricción, puede seleccionarla y pulsar Alternar Restricción Activa. Cuando desee volver a activarla, pulse el mismo botón de nuevo.

Croquis con restricciones de igualdad aplicadas a las líneas de construcción y a los dos conjuntos de arcos.

Tangencia

8. Aplicar tangencia a los arcos.

8.1. Seleccione un extremo de un arco en O y, a continuación, el extremo más cercano del arco en I adyacente.

8.2. Pulse

Tangencia. Esto hace que los dos arcos adyacentes se conecten suavemente en sus extremos.

8.3. Repita el proceso para todos los extremos de los arcos en O y en I para obtener un perfil cerrado.

Nota: Al aplicar la restricción tangencial con frecuencia, la geometría se desplazará para lograr una conexión fluida. Es posible que deba usar el puntero para reubicar ligeramente los puntos antes de aplicar la siguiente restricción tangencial. Intente colocar los extremos de manera que dos arcos no estén demasiado separados, para que puedan conectarse con una línea corta en lugar de una larga.

En este paso, hemos creado un perfil cerrado, ya que todos los arcos están unidos. Ahora podemos aplicar restricciones de dimensión para definir la forma del boceto. Si bien las dimensiones de las líneas y los arcos no están fijas, podemos arrastrar los puntos del boceto y observar cómo cambia todo el diseño.

Boceto con restricciones tangenciales aplicadas a los arcos, lo que cierra la figura.

Restricciones de dimensión

Estas restricciones especifican las distancias numéricas entre dos puntos y los ángulos entre dos líneas.

Distancias y ángulos

9. Ajuste el tamaño de las líneas de construcción.

9.1. Seleccione la línea de construcción con restricción vertical.

9.2. Pulse

Cota Vertical.

9.3. Establezca la longitud en 30 mm. Dado que todas las líneas de construcción tienen la misma longitud, todas ajustarán su tamaño simultáneamente.

10. Ajuste el ángulo entre las líneas de construcción.

10.1. Seleccione la línea de construcción vertical y la más cercana.

10.2. Pulse

Cota Ángular.

10.3. Establezca el ángulo en 72°.

10.4. Repita el mismo procedimiento para cada par de líneas de construcción, utilizando el mismo ángulo.

Nota: En esta etapa, el boceto puede tener muy pocos grados de libertad, lo que significa que su forma no se puede modificar demasiado. Si intenta añadir más restricciones, estas podrían entrar en conflicto con las ya añadidas. En ese caso, no añada estas restricciones y continúe con los siguientes pasos.

Boceto con restricción de longitud aplicada a una línea de construcción vertical (izquierda) y restricciones de ángulo a tres pares de líneas de construcción (derecha).

Radio

11. Ajuste el tamaño de los arcos.

11.1. Selecciona uno de los arcos en forma de O, centrado en el extremo de una línea de construcción.

11.2. Pulse

Cota radial.

11.3. Establezca el radio en 8 mm. Dado que todos los arcos en forma de O tienen el mismo radio, todos ajustan su tamaño simultáneamente.

11.4. Seleccione uno de los arcos en forma de I, entre dos arcos en forma de O.

11.5. Pulse

Restricción Radial.

11.6. Establezca el radio en 11 mm. Debido a que todos los arcos en I están restringidos a tener el mismo radio, todos estos arcos ajustan sus tamaños al mismo tiempo.

Croquis con restricciones de radio aplicadas a los arcos exteriores (izquierda) y a los arcos interiores (derecha).

11.7. Finalmente, seleccione el círculo en el centro del croquis, presione

Cota Radial y establezca el valor en 8 mm.

Deberíamos obtener un croquis completamente restringido. Esto se puede confirmar observando el cambio de color de la geometría real y el mensaje que se muestra en el Panel de Tareas.

Croquis con todas las restricciones geométricas y de referencia aplicadas.

Extrusión

12. Ahora que tenemos un croquis completamente restringido, podemos usarlo para crear un cuerpo sólido.

12.1. Salga del modo de edición del boceto pulsando el botón Cerrar o pulsando Esc dos veces. El boceto debería aparecer en la Vista de Árbol y en la Vista 3D.

12.2. Cambie al Entorno de Trabajo Diseño de Pieza.

12.3. Con el croquis seleccionado en la Vista de Árbol, pulse

Cuerpo, elija el plano XY predeterminado y pulse OK. El boceto debería aparecer ahora dentro del cuerpo.

12.4. Seleccione el croquis y, a continuación, pulse

Relleno, elija las opciones predeterminadas y pulse OK para crear una extrusión sólida.

Izquierda: boceto completamente restringido con solo las restricciones más importantes visibles. Derecha: extrusión sólida producida con Relleno.

Información adicional

Para obtener una descripción más detallada del entorno de dibujo, visite la documentación del Entorno de Trabajo Croquizador y lea también la Sketcher Lecture.

Restringir un boceto puede hacerse de muchas maneras. En general, se recomienda usar primero restricciones geométricas y minimizar el número de restricciones de referencia, ya que esto simplifica la tarea del solucionador de restricciones interno. Para comprobarlo, repita este ejemplo, añadiendo ahora las restricciones en un orden diferente.