Jump to content

Верстак Sketcher (Скетчер)

From FreeCAD Documentation
This page is a translated version of the page Sketcher Workbench and the translation is 86% complete.
Outdated translations are marked like this.
Other languages:
Логотип верстака Sketcher

Введение

С помощью Верстака Sketcher можно создавать 2D-эскизы, предназначенные для использования в других рабочих столах. 2D-эскизы являются отправной точкой для многих CAD-моделей. Обычно они определяют профили и траектории для операций по созданию 3D-фигур. Окончательная форма модели может зависеть от нескольких эскизов.

Вместе с булевыми операциями, определёнными в Верстаке Part (Деталь), Верстак Sketcher (Скетчер), или сокращённо "Sketcher", составляет основу метода Конструктивной твёрдотельной геометрии (CSG) для построения твёрдых тел. Вместе с операциями Верстака PartDesign (Проектная Деталь) - это также составляет основу методологии редактирования конструктивных элементов для создания твёрдых тел. Но многие другие верстаки также используют эскизы.

Функции ограничения верстака Sketcher, позволяют задавать 2D 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 2D эскиза.

Верстак Sketcher не предназначена для создания 2D-чертежей. Как только эскизы были использованы для создания твёрдого тела, они автоматически скрываются, а ограничения отображаются только в режиме редактирования эскиза. Если вам нужно создать 2D-изображение только для печати и вы не хотите создавать 3D-модели, ознакомьтесь с Верстаком Draft (Набросок).

Так выглядит полностью ограниченный эскиз

Ограничения

Ограничения используются для лишения степеней свободы объекта. Например, линия без ограничений имеет 4 степени свободы (сокращенно "DoF - Degre of Freedom"): и её можно перемещать по горизонтали или вертикали, растягивать и поворачивать.

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

Объекты могут быть ограничены по отношению друг к другу. Две прямые можно соединить через одну из их точек с помощью ограничения Совпадение точек. Между ними может быть задан угол или они могут быть перпендикулярны. Линия может быть касательной к дуге или окружности, и так далее. Эскиз может иметь несколько различных решений, и если сделать его полностью ограниченным, это будет означать, что только одно из этих возможных решений было достигнуто на основе наложенных ограничений. См. также: Flipping.

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

Редактирование ограничений

Когда основное размерное ограничение создано, и когда в настройках включен (по умолчанию) параметр Запросить значение после создания размерного ограничения, откроется диалоговое окно для редактирования его значения.

Sketcher_Edit_Constraint.png

Вы можете ввести числовое значение или выражение, а также указать название ограничения, чтобы упростить его использование в других выражениях. Вы также можете установить флажок Ссылка, чтобы переключить ограничение в справочный режим.

Чтобы изменить значение существующего размерного ограничения, выполните одно из следующих действий:

  • Дважды щёлкните значение ограничения в 3D-виде.
  • Дважды щёлкните ограничение в диалоговом окне Скетчера.
  • Щёлкните правой кнопкой мыши на ограничении в диалоговом окне Скетчера и выберите в контекстном меню пункт Изменить значение.

Перемещение ограничений

Размерные ограничения могут быть передвинуты в 3D виде путём перетаскивания. Удерживая нажатой левую кнопку мыши над значением ограничения (размера), переместите указатель мыши. Символы геометрических ограничений размещаются автоматически и не могут быть передвинуты.

Эскизы Профиля (сечения)

Чтобы создать эскиз, который можно использовать в качестве профиля для создания твёрдых тел, необходимо соблюдать определенные правила:

  • Эскиз должен содержать только замкнутые контуры. Зазоры между конечными точками, какими бы маленькими они ни были, недопустимы.
  • Контуры могут быть вложенными, чтобы создавать пустоты, но они не должны пересекаться друг с другом или с другими контурами.
  • Контуры не могут иметь общих рёбер с другими контурами. Следует избегать наложения и дублирования рёбер.
  • Т-образные соединения, то есть более двух рёбер, имеющих общую точку, или точка, соприкасающаяся с ребром, не допускаются.

Неверные эскизы:
1. Открытый контур (несоединенные вершины подсвечены с помощью инструмента Проверки скетча)
2. Пересечение контуров
3. Дублирование граней (вершины пересекающихся граней подсвечены с помощью инструмента Проверки скетча)
4. Т-образные соединения

Эти правила не применяются к вспомогательной геометрии (по умолчанию - синего цвета), которая не отображается вне режима редактирования или если эскиз используется для других целей. В зависимости от Верстака и инструмента, которые будут использовать эскиз профиля, могут применяться дополнительные требования.

Internal faces

introduced in 1.0

If the ДанныеMake Internals property of a sketch is set to true internal faces are generated based on the edges in the sketch. These faces can be selected as closed profiles for operations. Intersecting contours and T-connections are allowed, they just result in additional faces.

Инструменты

Инструменты верстака Скетчер находятся в меню Эскиз (Sketch) и/или на нескольких панелях инструментов. представлено в версии 0.21: Почти все панели инструментов Скетчера отображаются только тогда, когда эскиз находится в режиме редактирования. Единственным исключением является Панель инструментов Sketcher, которая отображается только в том случае, если ни один эскиз не находится в режиме редактирования.

Некоторые инструменты также доступны из контекстного меню 3D вида, когда эскиз находится в режиме редактирования, или из контекстного меню Диалогового окна Sketcher.

представлено в версии 0.21: Если эскиз находится в режиме редактирования, панель инструментов «Структура» скрывается, так как ни один из её инструментов не может быть использован.

Основные

Панель инструментов Sketcher

  • Переориентировать эскиз: Помещает эскиз на одну из основных плоскостей с дополнительным смещением. Также может использоваться для отсоединения/открепления эскиза.
  • Проверить эскиз: Позволяет проанализировать и исправить эскиз, который больше не редактируется или имеет недействительные ограничения, а также добавить недостающие ограничения совпадения.

Панель инструментов Sketcher в Режиме Редактирования

  • Просмотр сечения: Включает временную плоскость сечения, которая скрывает любые объекты и части объектов перед плоскостью эскиза.

Прочее

  • Остановить операцию: Останавливает любой запущенный в данный момент инструмент создания геометрии или ограничений.
  • Привязка: Настройки привязки можно изменить в том же меню.

Геометрические фигуры Sketcher

Эти инструменты предназначенные для создания объектов.

  • Создать дугу:
  • Создать окружность/эллипс:
  • Создать прямоугольник:
  • Создать правильный многоугольник:
  • Квадрат: Создаёт квадрат. Аналогично смотри выше.
  • Создать паз:
  • Создать B-сплайн:
  • B-сплайн по узлам: Создаёт кривую B-сплайна по узловым точкам. Аналогично смотри выше.
  • Text: Creates text geometry controlled by a text constraint. This is an experimental feature that may change in future versions. introduced in 26.3
  • Переключить вспомогательную геометрию: Либо переключает инструменты создания геометрии в/из режима построения в режим вспомогательной геометрии, либо переводит выделенную геометрию в/из основной (построительной) во вспомогательную геометрию.

Ограничения в Sketcher

Это инструменты для создания ограничений. Некоторые ограничения требуют использования дополнительных Вспомогательных ограничений.

  • Размерные ограничения:
  • Размер: Это контекстно-зависимый инструмент ограничений в верстаке Скетчер. На основе текущего выбора он предлагает соответствующие размерные ограничения, а также геометрические ограничения. представлено в версии 1.0
  • Ограничение расстояния по горизонтали: Фиксирует горизонтальное расстояние между двумя точками или конечными точками линии. Если выбран только один элемент, то расстояние устанавливается относительно начала координат.
  • Ограничение расстояния по вертикали: Фиксирует вертикальное расстояние между двумя точками или конечными точками линии. Если выбран только один элемент, то расстояние устанавливается относительно начала координат.
  • Ограничение Угла: Фиксирует угол между двумя рёбрами, угол наклона линии к горизонтальной оси эскиза или угол апертуры (раскрытия) круговой дуги.
  • Ограничить горизонтальность/вертикальность:
  • Ограничение перпендикулярности: Ограничивает перпендикулярность двух линий, двух рёбер или ребра и оси в точке их пересечения. Ограничение также может соединять два ребра, заставляя их быть перпендикулярными на стыке.
  • Ограничить касательную или коллинеарность: Ограничивает два ребра или ребро и ось, чтобы они были касательными. Ограничение также может соединять два ребра, заставляя их быть касательными на стыке. Если выбраны две линии, они становятся коллинеарными.
  • Ограничить симметричность: Ограничивает две точки, чтобы они были симметричны относительно прямой или оси, или относительно третьей точки.
  • Переключить ограничения:
  • Переключить ограничения в задающие/измерительные: Переключает инструменты создания размерных ограничений между задающим (основным) режимом и измерительным (справочным) режимом, а также переключает выбранные размерные ограничения между этими режимами.

Инструменты Sketcher

  • Создать скругление/фаску:
  • Редактировать ребро:
  • Обрезать ребро: Обрезает ребро в ближайших точках пересечения с другими рёбрами.
  • Продлить ребро: Удлиняет или укорачивает линию или дугу до ближайшего места или до заданного края или точки.
  • Внешняя геометрия:
  • Структурная копия: Копирует всю геометрию и ограничения из другого эскиза в активный эскиз.
  • Симметрия: Создаёт зеркальные копии выбранных элементов.

Инструменты для B-сплайн Sketcher

  • Вставить узел: Вставляет узел в B-сплайн или увеличивает кратность существующего узла.

Визуализация в Sketcher

  • Показать/скрыть вспомогательную информацию B-сплайнов:

Устаревшие инструменты

  • Клонировать: Клонирует элемент Скетчера. Недоступно 1.0 и выше.
  • Замкнуть фигуру: Создаёт замкнутую фигуру, применяя совпадающие ограничения к конечным точкам. Недоступно 0.21 и выше.
  • Соединить края (рёбра): Соединяет элементы Скетчера, применяя совпадающие ограничения к конечным точкам. Недоступно 0.21 и выше.
  • Внешняя геометрия: Проецирует на плоскость эскиза рёбра и/или вершины, принадлежащие объектам вне эскиза. Недоступно в 1.1 и выше
  • Перемещение (Переместить): Перемещает выбранную геометрию, используя в качестве точки отсчета последнюю выбранную точку. Недоступно 1.0 и выше.
  • Polyline (legacy tool): Creates a series of line and arc segments connected by their endpoints. Not available in the default GUI in 26.3 and above. Can still be added to a custom toolbar.

Настройки

Вспомогательные инструменты рисования

В верстаке Скетчер есть несколько вспомогательных средств для рисования и другие функции, которые могут помочь при создании геометрии и применении ограничений.

Непрерывный режим

Существует два непрерывных режима: "Непрерывный Режим" создания геометрии и "Непрерывный Режим" создания ограничений. Если они включены (по умолчанию) в настройках, соответствующие инструменты будут перезапущены после завершения работы. Для выхода из непрерывного режима нажмите Esc или правую кнопку мыши. Это необходимо повторить, если инструмент непрерывной геометрии уже получил входные данные. Вы также можете выйти из инструмента непрерывной геометрии, запустив другой инструмент создания геометрии или ограничений. Обратите внимание, что нажатие Esc, если инструмент не активен, приведёт к выходу из режима редактирования эскиза. Снимите флажок "'Esc может выходить из режима редактирования эскиза"' в настройках, если вы часто по неосторожности нажимаете Esc слишком много раз.

Автоматические ограничения

В эскизах, для которых установлен флажок "Автоматические ограничения" (по умолчанию), некоторые ограничения применяются автоматически. Значок предлагаемого автоматического ограничения отображается рядом с курсором, если он наведён правильно. При щелчке левой кнопкой мыши это ограничение будет применено. Эту настройка для каждого эскиза, можно изменить в диалоговом окне Скетчера или путём изменения свойства эскиза ВидAutoconstraints (Автоматические ограничения) на вкладке Вид.

Следующие ограничения применяются автоматически:

Circular helpers

To create auto constraints along extended arcs circular helpers can be shown.

Linear helpers

introduced in 26.3

Lines are automatically extended with helper lines if the cursor is positioned correctly. This allows creating point-on-object auto constraints along the line.

Directional helpers

introduced in 26.3

Using a directional helper line to create a perpendicular auto constraint

If the Show directional autoconstraint helpers preference is selected (default), tangential, or perpendicular and parallel helper lines referencing a target edge can be shown while using the Polyline tool (only when creating line segments) and Line tool.

Note that straight target edges that are horizontal or vertical are ignored.

  1. Pick the first point of a new line (segment).
  2. If this point is auto constrained to be coincident with the endpoint of an existing line or circular arc, that edge will be the target edge. A previous segment of a polyline automatically becomes the target edge as well.
  3. If there is no target edge yet: hover an existing straight edge.
  4. A tangential helper line, or a perpendicular and a parallel helper line appear around the first point.
  5. Optionally change the target edge by hovering a different straight edge. This will realign the helper lines.
  6. Snap to a helper line to create a tangent, parallel or perpendicular constraint between the new line and the target edge.
  7. For a perpendicular constraint you can also pick a point on the target edge itself. In that case a point-on-object or a coincident constraint will be created as well.

Привязки

Можно привязаться к линиям сетки и пересечениям сетки, к краям геометрии и средним точкам линий и дуг, а также к определенным углам. Пожалуйста, обратите внимание, что привязка сама по себе не создаёт ограничений. Например, только при включенном Автоматическом ограничении, привязка к краю приведёт к созданию ограничения Точка на объекте. Но простой выбор точки на краю привел бы к тому же результату..

Параметры На-Экране

представлено в версии 1.0

В зависимости от выбранного параметра в нстройках могут быть включены только ввод размеров На-Экране или как ввод размеров, так и позиционные размеры На-Экране. Позиционные параметры позволяют вводить точные координаты, например, центр окружности или начальную точку прямой. Размерные параметры позволяют вводить точные размеры, например, радиус окружности или длину и угол наклона прямой. Ввод параметров На-Экране доступен не для всех инструментов.

Указание центральной точки окружности с включёнными параметрами положения

Указание радиуса окружности с включёнными размерными параметрами

Если значения введены и подтверждены нажатием Enter или Tab, соответствующие ограничения добавляются автоматически. Если одновременно отображаются два параметра, например координаты точки по X и Y, то можно ввести одно значение и выбрать точку для определения другого. В зависимости от объекта могут потребоваться дополнительные ограничения для его полного определения. Ограничения, возникающие в результате использования параметров На-Экране, имеют приоритет над теми, которые могут возникнуть из-за срабатывания Автоматических ограничений.

introduced in 26.3 If an OVP input has the focus you can hold down Alt to send key strokes to the 3D View instead.

Дуга создаётся путем ввода всех параметров На-Экране с результирующими автоматически созданными ограничениями

Отображение координат

Если в настройках установлен флажок (по умолчанию) Показывать координаты рядом с курсором при редактировании, то параметры текущего геометрического инструмента (координаты, радиус или длина и угол) отображаются рядом с курсором. Эта функция отключена при отображении параметров На-Экране.

Методы Выбора

Пока эскиз находится в режиме редактирования, можно использовать следующие методы выделения:

Выбор элементов в 3D виде

Как и везде в FreeCAD, элемент можно выбрать в 3D виде одним щелчком левой кнопки мыши. Но при выборе нескольких элементов нет необходимости удерживать нажатой клавишу Ctrl. Однако удерживание нажатой клавиши возможно, и это имеет то преимущество, что вы можете пропустить щелчок, не потеряв предыдущий выбор. Таким образом можно выбирать рёбра, точки и ограничения.

Выбор рамкой в 3D виде

Выделение прямоугольником в 3D виде работает без использования Команды "Выделить область" или Команды "Область выбора элементов":

  1. Убедитесь, что ни один инструмент не активен.
  2. Выполните одно из следующих действий:
    • Щёлкните в пустой области и растяните прямоугольник слева направо, чтобы выбрать элементы, которые полностью находятся внутри прямоугольника.
    • Щёлкните в пустой области и растяните прямоугольник справа налево, чтобы также выбрать элементы, которые касаются прямоугольника или пересекают его.

Вы можете выделить рамкой рёбра и вершины, но ограничения не могут быть выбраны рамкой.

Выбор связанной геометрии в 3D виде

представлено в версии 1.0

Двойной щелчок на ребре в 3D-виде выделит все рёбра, прямо и косвенно связанные с этим ребром через крайние точки. Нет необходимости, чтобы рёбра были связаны Ограничением совпадения, достаточно чтобы конечные точки рёбер имели одинаковые координаты.

Sketcher Диалоговое окно выбора

Рёбра и точки также можно выбрать в разделе «Элементы» Диалогового окна Sketcher, а ограничения - в разделе «Ограничения» этого окна.

Выделить всё

представлено в версии 1.0

Чтобы выделить всё в пределах скетча, используется стандартное сочетание клавиш Ctrl+A или опция меню Edit → Select All.

Копирование, вырезание и вставка

представлено в версии 1.0

Стандартные сочетания клавиш Ctrl+C, Ctrl+X и Ctrl+V могут использоваться для копирования, вырезания и вставки выбранной геометрии Скетчера, включая связанные ограничения. Но эти инструменты также доступны из меню Эскиз (Sketch) → Инструменты для эскиза. Их можно использовать как в пределах одного эскиза, так и между разными эскизами или отдельными моделями FreeCAD. Поскольку данные копируются в буфер обмена в виде кода Python, их можно использовать и другим способом (например, поделиться на форуме).

Лучшая практика применения

Каждый пользователь САПР со временем вырабатывает свой собственный стиль работы, но есть несколько полезных общих принципов, которых следует придерживаться.

  • 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 твёрдое тело, а только набор открытых граней. Если вы не хотите, чтобы некоторые элементы были включены в создание твёрдого тела, переключите их в состав вспомогательных элементов конструкции с помощью инструмента Вспомогательной геометрии.
  • Используйте функцию Авто Ограничения, чтобы уменьшить количество ограничений, которые вам нужно будет добавить вручную.
  • Как общее правило, сначала применяйте геометрические ограничения, затем размерные, а в последнюю очередь фиксируйте эскиз. Но помните: правила созданы для того, чтобы их нарушать. Если у вас возникли проблемы с манипуляциями с эскизом, может быть полезно сначала ограничить несколько объектов, прежде чем завершить профиль.
  • Если возможно, центрируйте эскиз в начале координат (0,0) с помощью ограничения Фиксация. Если эскиз не симметричен, расположите одну из его точек в начале координат или выберите красивые круглые числа для расстояния между точками фиксации.
  • Если у вас есть возможность выбрать между ограничением Длина и ограничениями Горизонтальное или Вертикальное расстояние, отдайте предпочтение последним. Ограничения расстояния по горизонтали и вертикали экономичнее с вычислительной точки зрения.
  • В целом, лучше всего использовать следующие ограничения: ограничения по Горизонтали и Вертикали; ограничения Длины по Горизонтали и Вертикали; Совпадение точки с точкой. По возможности ограничьте использование следующих ограничений: общее ограничение Длины; Касательность ребра с ребром; ограничение Точки на объекте; Симметричное ограничение.
  • Если вы сомневаетесь в корректности эскиза после его завершения (контуры станут зелёными), закройте диалог Скетчера и используйте Проверить эскиз.

Flipping

Явление, при котором полностью ограниченный эскиз, обычно после изменения одного из его размеров, достигает непредусмотренного нового состояния, известно как «Flipping» ("переворачивание"). В приведенном ниже примере изменение одного размера полностью меняет форму эскиза. Обратите внимание, что эскиз с новой формой по-прежнему полностью ограничен.

Исходный эскиз (слева) и тот же эскиз после увеличения значения 20 мм до 1000 мм (справа).

Способы уменьшить возникновения "флиппинга"

Изменение размеров с небольшим приростом

Это не всегда практично, но изменение значений размеров с небольшими увеличением может сработать.

Использовать другой решатель

Алгоритм Левенберга — Марквардта, который не является решателем по умолчанию, известен своей меньшей склонностью к "переворачиванию". См. Диалоговое окно Скетчера для получения дополнительной информации.

Использовать горизонтальные и вертикальные ограничения размеров

Использование горизонтальных и вертикальных размеров вместо ограничения расстояния или ограничения эквивалентностью поможет дополнительно избежать "флиппинга". Точки, ограниченные этими размерами, изменят пололожения только в том случае, если изменится знак их значения. На изображении выше добавленные (оранжевые) размерные ограничения связаны с исходными размерами посредством выражений.

Использовать ограничение угла

Использование ограничения угла вместо горизонтальных и вертикальных ограничений также может помочь. Угол между отрезками, ограниченный значением угла, не изменится: 180° не станет 0°, 90° не станет 270°, и т.д. На изображении все горизонтальные и вертикальные ограничения были заменены на угловые, но достаточным была бы замена даже двух ограничений.

Уроки

Написание скриптов

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

Примеры

Чтобы получить представление о том, чего можно добиться с помощью инструментов Скетчера, посмотрите: Примеры в Sketcher.


Скетчер
Документация пользователя
Retrieved from "https://wiki.freecad.org/index.php?title=Sketcher_Workbench/ru&oldid=1856491"