Tutorial custom placing of windows and doors/ru

Введение
Этот учебник покажет как поместить спроектированное пользователем окна и двери в модели здания. Он использует верстаки Draft, Arch, и Sketcher.

Используются следующие инструменты: Draft Grid, Draft Snap, Draft Wire, Arch Wall, Arch Window, и Sketcher NewSketch. Пользователь должен быть знаком с установкой ограничений в эскизах.

Этот учебник был вдохновлён учебниками, написанными jpg87 на форумах FreeCAD.
 * Arch Create a custom window
 * Arch : How to use your custom Window

Установка
1. Откройте FreeCAD, создайте новый пустой документ, и переключитесь на Верстак Arch.

2. Убедитесь, что единицы измерения установлены в меню правильно. Например, хороши для работы с расстояниями в типичных строениях; и установите число знаков после запятой на , чтобы учитывать малейшие доли метра.

3. Используйте кнопку Показывать сетку для показа сетки с достаточным разрешением. Вы можете изменить вид сетки в меню. Установите линии через каждые, с главными линиями каждые линий (каждый метр), и  всего (сетка покрывает площадь 50 x 50 метров).

4. Отодвиньте трёхмерный вид, если сетка слишком близка.

Теперь мы готовы сделать простейшую стену, где мы установим окна и двери.

Установка стены
5. Используйте инструмент Draft Wire для создания полилинии. Ведите её против часовой стрелки.
 * 5.1. Первая точка в (0, 4, 0); в диалоге введите ,   ,.
 * 5.2. Вторая точка в (2, 0, 0); в диалоге введите ,   ,.
 * 5.3. Третья точка в (4, 0, 0); в диалоге введите ,   ,.
 * 5.4. Четвёртая точка в (6, 2, 0); в диалоге введите ,   ,.
 * 5.4. Пятая точка в (6, 5, 0); в диалоге введите ,   ,.
 * 5.5. На клавиатуре нажмите для завершения полилинии.
 * 5.6. На клавиатуре нажмите для получения аксонометрического вида модели.
 * убедитесь, что чекбокс не отмечен, когда вводите абсолютные координаты.
 * точки могут быть определены указателем мыши по точкам сетки, с помощью панели Draft Snap и метода Draft Grid.
 * вы можете создать формы программированием на Python. Учтите, что большинство функций ожидают ввод в миллиметрах.

6. Выделите и кликните инструмент Arch Wall; появится стена с шириной (толщиной) по умолчанию 0,2 м и высотой 3 м.





Установка стандартных дверей и окон
7. Кликните инструмент Arch Window; в ниспадающем списке Preset выделите, и установите высоту в 2 м.
 * 7.1. Установите привязку на Draft Midpoint, и попробуйте выделить нижнюю грань передней стены; поверните standard view как требуется, чтобы зацепить грань, а не поверхность стены; когда активна средняя точка, кликните для установки двери.
 * 7.2. Кликните снова инструмент Arch Window, и установите другую дверь, на сей раз в средней точке крайней правой стены; поворачивайте standard view по необходимости.




 * это дистанция от пола до нижнего края элемента. Для дверей обычно 0 m, поскольку двери обычно на уровне пола; с другой стороны, окна обычно отделяет от пола от 0.5 до 1.5 m.  может быть установлен только при создании окна или двери из заготовки. Когда окно или двери вставлены, корректируйте их размещение редактированием вектора    базового эскиза (Sketch).

Создание пользовательских дверей и окон
8. Переключитесь на верстак Sketcher; выделите часть стены справа, где нет двери; кликните на Новый эскиз; выделите как метод прикрепления. Если существующая геометрия заслоняет ваш вид, кликните Обзор эскиза чтобы спрятать её.

9. Нарисуйте милый эскиз с тремя замкнутыми полилиниями. Убедитесь в наличии ограничений для всех полилиний.
 * 9.1. Внешняя полилиния - наибольшая, определяет главный размер оконного объекта и размер выреза в стене при внедрении окна в Arch Wall. Убедитесь, что размеры подходяще названы, например и . Ограничения так же определяют curvature of the outer wire; дайте им подходящее имя, вроде.
 * 9.2. Следующая полилиния это смещение от внешней полилинии, и вместе с ней определяет ширину замоноличиваемой в стену оконной коробки. Назовите смещение соответствующе, например, . Он будет использован как для вертикального, так и горизонтального смещения. Нижнее смещение, при установке в ноль приведёт к касанию оконной коробкой низа окна, это можно использовать для моделирования двери вместо окна. Дайте ей подходящее имя, вроде.
 * 9.3. Третья, внутренняя полилиния это смещение от второй полилинии и вместе с ней определяет подвижную раму окна. Внутренняя полилиния так же определяет размер стекла. Ещё раз, дайте этим смещениям говорящие имена, например, и.
 * 9.4. Чтобы успешно построить эскиз, используйте горизонтальные (Sketcher ConstrainHorizontal) вертикальные (Sketcher ConstrainVertical) ограничения для непосредственных сторон; используйте дополнительную конструктивную геометрию (Sketcher ToggleConstruction) и тангенциальные ограничения (Sketcher ConstrainTangent) для корректного размещения дуг наверху. Поскольку сейчас окно симметрично, не забывайте, когда нужно, ограничения равенства (Sketcher ConstrainEqual), симметрии (Sketcher ConstrainSymmetric) и точки на объекте (Sketcher ConstrainPointOnObject).





10. Когда эскиз полностью зафиксирован, нажмите для выхода из эскиза (Sketcher LeaveSketch).
 * 10.1. Поскольку лицевая поверхность стены выбирается при начальных шагах создания эскиза, эскиз параллелен с ней, однако он может быть в неверной позиции, вне стены. В этом случае подстройте внутри . Установите   в, так что эскиз будет центрирован по стене в одном метре от пола.
 * 10.2. Вы можете видеть именованные ограничения эскиза в . Значения могут меняться с немедленным визуальным контролем изменений эскиза.





11. Переключитесь обратно на верстак Arch и примените Arch Window к выбранному новому. Будет создано окно, и отверстие под него в стене. Окно сделано из пользовательского эскиза, а не стандартной заготовки, так что ему требуется редактирование для корректного отображения его компонентов, то есть неподвижной рамы, внутренней рамы, и стекла.



Настройка пользовательского окна
12. В древе проекта под выделите, и нажмите , или измените свойство  на.

13. Дважды кликните на в древе проекта для начала его редактирования.
 * 13.1. Внутри диалога имеется две панели,  и . Там будет три полилинии,,  и , и один компонент, . Полилинии указывают на замкнутые кривые, нарисованные на эскизе; компоненты определяют области на эскизе, которые будут выдавлены для создания рамы или стеклянной панели с реальной толщиной, эти области разделяются полилиниями. Окно, созданное из заготовки, уже имеет два компонента,  и . Пользовательское окно нужно редактировать для получения такой структуры.




 * 13.2. Click on, and click the button to eliminate it.


 * 13.3. Click ; this shows the properties of a new component like, , , , , , and . Give a name, such as , choose for , and click on  and then ; they should highlight in the 3D viewport. Add a small value for , , and check the checkbox to add the default value. This default value is the length assigned to the  property; a similar default can be assigned to the  property. Click the  button to finish editing the component.


 * 13.4. Click ; give another name, such as, choose for , and click on  and then . Add a sensible , , and , . Then click the  button.


 * 13.5. Click ; give another name, such as, choose for , and click on . Add a sensible , , and , . Then click the  button. If any of the three components needs to be modified, select it and press ; modifications are only saved after pressing the  button.




 * 13.6. If everything is set, click to finish editing the window. The sketch may become hidden again, but the window will show distinct solid elements for the, the , and the . Give a value of  to  to assign a default thickness, which will be added to the value specified in the  component.





Duplicating the custom window
14. In the tree view, select and its underlying. Then go to, and answer if asked to duplicate unselected dependencies. A new and  will appear in the same position as the original elements.

15. Select the new. Go to the property, and click on the ellipsis next to the  value. In the 3D viewport select the left side of the wall which doesn't have any element; rotate the standard view as necessary. Change the to [-1 m, 0 m, 0 m] to center the window, and click. The sketch and the window should appear in a new position.
 * the attachment operation can also be performed by changing to the Part Workbench, and then using the menu.



16. You may adjust the dimensions of the new window by changing the named parameters in under, for example, set  to , and  to. Then press + to recompute the model. If the wall doesn't show a bigger hole for the new window, select the wall in the tree view, right click and choose, then press + again.

17. These operations have changed the position of the new window, but the opening in the wall doesn't look correct. It is slanted, that is, the hole is not perpendicular to the face of the wall, and it may even cut other parts of the wall. The problem is that has retained the  information of the original.



Normals of doors and windows
18. Each Arch Window object controls the extrusion of its body and the opening that is created in its host wall by means of the.

The normal is a vector that indicates a direction perpedicular to a wall. When a window or door preset is created with the Arch Window tool directly over an Arch Wall, the normal is automatically calculated, and the resulting window or door is correctly aligned; the first two objects, and, were created in this way.

In similar way, when a sketch is created by selecting a planar surface, it is oriented on this plane. Then when the Arch Window tool is used, the window will use as normal the perpendicular direction to the sketch. This was the case with the third object, the custom.

If the window already exists and needs to be moved, as was the case with the duplicated object, the sketch needs to be remapped to another plane; doing this moves both the sketch and the window, but the latter doesn't automatically update its normal, so it has incorrect extrusion information. The normal needs to be calculated manually and written to.

The three values of the normal vector are calculated as following.

Where is the angle of the local Z axis of the sketch with respect to the global Y axis.

When a sketch is created, it always has two axes, a local X (red) and a local Y (green). If the sketch is mapped to the global XY working plane, then these axes are aligned; but if the sketch is mapped on the global XZ or global YZ planes, as is common with windows and doors (the sketches are "standing up"), then the local Z (blue) forms an angle with the global Y axis; this angle varies from -180 to 180 degrees. The angle is considered positive if it opens counterclockwise, and it is negative if it opens clockwise, starting from the global Y axis.





If we look at the geometry created so far, we see the following normals.


 * The local Z is aligned with the global Y, therefore, the is zero. The normal vector is
 * The local Z is aligned with the global Y, therefore, the is zero. The normal vector is

or is.


 * The local Z is rotated 90 degrees from the global Y, therefore, the is 90 (positive, because it opens counterclockwise). The normal vector is
 * The local Z is rotated 90 degrees from the global Y, therefore, the is 90 (positive, because it opens counterclockwise). The normal vector is

or is.


 * The local Z is rotated 45 degrees from the global Y, therefore, the is 45 (positive, because it opens counterclockwise). The normal vector is
 * The local Z is rotated 45 degrees from the global Y, therefore, the is 45 (positive, because it opens counterclockwise). The normal vector is

or is.


 * The local Z direction is found by using the Draft Dimension tool and measuring the angle that the wall trace makes with the global Y axis, or any line aligned to it. This angle is ; the desired angle is the complement to this, so.
 * The local Z direction is found by using the Draft Dimension tool and measuring the angle that the wall trace makes with the global Y axis, or any line aligned to it. This angle is ; the desired angle is the complement to this, so.

This means the local Z axis is rotated 63.43 degrees from the global Y, therefore, the is -63.46 (negative, because it opens clockwise). The normal vector is

Therefore should be changed to.

After doing these changes, recompute the model with +. If the wall doesn't update the hole, select it in the tree view, right click and choose, then press + again.

19. The orientation of the extrusion of the window is resolved, together with the opening in the wall.



Final remarks
20. As demonstrated, the initial placement of the Arch Window is very important. The user should either
 * use the Arch Window tool to insert and automatically align a preset to a wall, or
 * map a sketch to the desired wall, and build the window after that.

If a window already exists, and it needs to be moved, the supporting sketch should be remapped to a new plane, and the of the window needs to be recalculated.

The new normal direction can be obtained by measuring the of the new wall with respect to the global Y axis, considering whether this angle is positive (counterclockwise) or negative (clockwise), and using a simple formula.

To confirm that the operations are correct, the absolute magnitude of the normal vector should be one. That is,