Tutorial KinematicSkeleton/de

Einleitung
In dieser Anleitung geht es darum, einen einfachen 2D-Mechanismus zu erstellen und daran 3D-Objekte zu befestigen, hauptsächlich mit den Werkzeugen des externen Arbeitsbereichs Assembly3.

Diese Anleitung verwendet nicht das Skeleton-Sketch-Prinzip (siehe Assembly3 Create-Skeleton-Sketch auf GitHub).

Stattdessen werden PartDesign Bodies (Körper) verwendet, die jeweils nur eine  Skizze enthalten, um einen 2D-Mechanismus aufzubauen, ein Skizzen-Skelett.

Die Maße und die Farben wurden von der Anleitung SolveSpace tutorial übernommen, auf die sich auch die Assembly3-GitHub-Seite bezieht (siehe oben).

Skizzen-Skelett
Dieses sogenannte Skizzen-Skelett besteht aus mehreren einzelnen Körpern und einem  Assembly-Container. Um weitere Objekte befestigen zu können, wird jeder Körper in einen eigenen Assembly-Container gepackt.

2D-Body-Objekte
Die Körper (Bodies) und ihre Skizzen, die in diesem Zusammenbau (auch Baugruppe genannt) verwendet werden:
 * Eine Grundplatte (grün)
 * Eine Kurbel (blau)
 * Zwei bewegliche Scheiben (rot und grau)
 * Vier Verbindungsstangen (weiß, gelb, lila und braun)



Die Form kann von dem tatsächlichen Teil abweichen, aber die Position der Geometrien, die die Gelenke festlegen, müssen genau sein.

Übergeordneter Zusammenbau
Um die Positionen aller Körper festzusetzen oder zu steuern, braucht man ein Assembly-Objekt. Das fügt dem Konstruktionsbaum in der Baumansicht einen Ast für den Zusammenbau hinzu.
 * Die Schaltfläche drücken, um einen Zusammenbauast in der Baumansicht zu erstellen.

Unterbaugruppen
Diese Aktion wiederholt man, um für jeden Körper (Body) ein Assembly-Objekt zu erstellen, in dessen Parts-Container das jeweilige Body-Objekt gezogen wird. Danach setzt man den Körper in seiner Baugruppe fest:
 * 1) Das Assembly-Objekt aktivieren (Doppelklick).
 * 2) Einen Kreis/Bogen auswählen, der zum Body-Objekt gehört.
 * 3) Die Schaltfläche  drücken, um den Körper innerhalb seiner Unterbaugruppe festzusetzen.

Die Kurbelbaugruppe sollte beispielsweise so aussehen:



Konstruktionsbaum
In der Baumansicht werden alle Unterbaugruppenäste in den Parts-Container des übergeordneten Assembly-Objekts gezogen.



Jetzt sind sie bereit, angeordnet zu werden.

Festgesetzte Grundplatte
Als Erstes braucht man ein unbewegliches Teil. Um die Grundplatte komplett festzusetzen, würde man normalerweise eine Fläche auswählen, aber in diesem Falle funktioniert es auch mit einem Kreis.
 * 1) Einen Kreis der Grundplatte auswählen.
 * 2) Die Schaltfläche  drücken, um die Grundplatte festzusetzen.



Gelenke
Für scharnierartige Gelenke wählt man einen Kreis aus jeder Skizze aus und verwendet die Randbedingung Plane Coincidence. Diese setzt nicht nur die XY-Ebenen beider Elemente komplanar zueinander fest, sondern setzt auch ihre Z-Achsen fluchtend (kollinear) fest.
 * 1) Jeweils einen Kreis der zu verbindenden Objekte auswählen.
 * 2) Die Schaltfläche  drücken.

Grundplatte - Obere Scheibe


zuvor erstellte Gelenke erkennt man an der Darstellung ihrer Randbedingungen (rot).

Obere Scheibe - Stange 1
The last link in this kinematic chain connects two Elements whose Z directions are already defined and a Point on line constraint is all we need.
 * 1) Select a circle of each object to connect.
 * 2) Press the  button.



If the 3 joints are colinear (those belonging to Crank and Rod 1), the solver might fail to rearrange the objects. In that case we need to help the solver and tilt one object (e.g. the Crank) manually using the Axial move tool.

Obere Scheibe - Stange 2
Another kinematic (sub-)chain starts with Plane Coincidence constraints.



Untere Scheibe - Stange 3
And this kinematic (sub-)chain ends with a Point on line constraint, too.



To connect both kinematic sub-chains we use Rod 4 with a Plane Coincidence constraint on one end and a  Point on line constraint on the other.

Antrieb
Since Assembly3 doesn't provide any means to control kinematic assemblies, we need external assistance such as this kinematic controller. To use this controller we need to mark one constraint's label with the suffix to make it a driving constraint. It may be separated by a or  for clarity, as the controller will only check if the label ends with.

We therefore change the label of the Base-Crank joint to.

Fertiges Skelett
The finished kinematic assembly with deactivated representation of Elements and Constraints should look like this:





3D-Geometrie befestigen
My expectations about attaching a new object to a base object belonging to a kinematic assembly were something like: But that would have been too easy.
 * Put the new object into the base objects Parts container.
 * Position the new object in relation to the base object.
 * Fix the relative offset and orientation using the Attachment constraint.

The Assembly3 ConstraintAttachment tool, like any Assembly3  constraint tool, relies on the use of Element objects and their element coordinate systems (ECSs) for positioning tasks.

And so attaching objects is just another way of adding objects to a (sub-)assembly.

Let's attach Rod 4-3D to Rod 4 for example:

The objects have a different orientation and the 3D object should have an offset from the 2D object.


 * 1) Put the new object into the base objects Parts container.
 * 2) Select two corresponding circles or arcs.
 * 3) Press the.


 * [[Image:Assembly3_SketchSkeleton-28.png|200px|link=]] [[Image:Button_right.svg|16px|link=]] [[Image:Assembly3_SketchSkeleton-29.png|200px|link=]] [[Image:Button_right.svg|16px|link=]] [[Image:Assembly3_SketchSkeleton-30.png|200px|link=]]

It is now plain to see that the Assembly3 ConstraintAttachment tool ignores the offset and orientation between both objects.

However the position is already defined as we wanted and so we only need to adapt the angle manually and define the desired offset:
 * Set the of the first Element in the Attachment container to match the orientation.
 * Set the of the same Element to apply an offset.

In case we set the properties of the second Element, the movement of angle and offset would go in the opposite direction.
 * [[Image:Assembly3_SketchSkeleton-30.png|200px|link=]] [[Image:Button_right.svg|16px|link=]] [[Image:Assembly3_SketchSkeleton-31.png|200px|link=]] [[Image:Button_right.svg|16px|link=]] [[Image:Assembly3_SketchSkeleton-32.png|200px|link=]]

If there is a 3D object attached to each 2D object, it could look like this:



Hinweise
The section Attaching 3D geometry just scratches the surface of extending a sub-assembly, and other constraints or combinations of constraints may be more suitable than the attachment constraint.

It is important to move such a kinematic assembly in tiny steps or the solver will give up and fail. It is almost impossible to use Move part or  Axial move for this task.

The Assembly3_ConstraintCoincidence constraint is used to drive the kinematic assembly, its property  (enabled by the property ) accepts positive or negative floating point numbers greater than 360 and so could do several full turns.