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

See also the following thread for more information on the position of windows and doors.
 * Discussion: Orientation of Windows and Doors

See also the following page for some videos on how to align windows.
 * The workbench used to create architectural projects is called Arch

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. Кликните на, потом на кнопке чтобы убрать его.


 * 13.3. Кликните ; что покажет параметры нового компонента вроде, , , , , , и . Дайте имя, вроде , выделите для типа , и кликните на  и ; они будут подсвечены в окне трёхмерного вида. Добавьте небольшое значение для , , и отметьте чекбокс для установки значения по умолчанию. Это значение по умолчанию будет длинной, назначенной параметру ; подобное умолчание может быть назначено для параметра . Кликните на кнопке для завершения редактирования компонента.


 * 13.4. Кликните ; дайте другое имя, вроде, укажите для  и кликните на  и . Добавьте подходящего размера , , и , . Затем кликните кнопку.


 * 13.5. Кликните ; дайте другое имя, вроде, выберите для , и кликните . Добавьте подходящего размера ,  и , . Затем кликните кнопку . Если любой из трёх компонентов нуждается в модификации, выделите его и нажмите ; модификация сохранится только после нажатия кнопки.




 * 13.6. Если всё установлено, кликните для завершения редактирования окна. Эскиз вновь станет не виден, но окно покажет различимые элементы для, для , и . Задайте для  значение  для толщины по умолчанию, которое будет добавлено к значению, определённому в компоненте.





Размножение пользовательского окна
14. В древе проектов выделите и нижележащий. Затем выполните, и при запросе ответьте для дублирования невыбранных зависимостей. Новые и  появятся там же, где оригинальные элементы.

15. Выделите новый. Перейдите к параметру и кликните на эллипсе возле значения. В окне трёхмерного вида выделите левую сторону стены без каких-либо элементов; поверните standard view куда надо. Измените на [-1 m, 0 m, 0 m] для центрирования окна, и кликните. Эскиз и окно появятся на новой позиции.
 * операция назначения так же может быть выполнена переключением на верстак Part и использованием меню.



16. Вы можете настроить размеры нового окна изменением именованных параметров в в, например, установив  на , и  на. Затем нажмите + для пересчёта модели. Если окно не показывает увеличенного проёма под новое окно, выделите стену в древе проекта, кликните правой кнопкой и выберите, затем снова нажмите +.

17. Эти операции меняют позиции нового окна, но проём в окне не выглядит правильно. Оно наклонено, то есть, проём не перпендикулярен поверхности стены, и может даже вырезать другие части стены. Проблема в том, что сохранила информацию о  из оригинального.



Нормали дверей и окон
18. Каждый объект Arch Window определяет выдавливание его тела, а так же отверстие, создаваемое в носящей его стене посредством.

Нормаль - это вектор, указывающий направление, перпендикулярное стене. Если заготовка окна или двери создаётся инструментом Arch Window прямо поверх стены, нормаль вычисляется автоматически, корректно выставляя получившееся окно или дверь. Так были созданы первые два объекта, и.

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,