Środowisko pracy Szkicownik
Introduction
Warsztat Szkicownika (Sketcher Workbench) używany jest do tworzenia geometrii 2D przeznaczonej do wykorzystania w Warsztacie PartDesign i innych warsztatach. Zasadniczo geometria 2D jest uznawana za punkt startowy dla większości modeli CAD - prosty szkic 2D może zostać 'wyciągnięty' w bryłę 3D, dalsze szkice 2D mogą zostać użyte do stworzenia kieszeni (zagłębień) na powierzchni tej bryły i w końcu szkice mogą zostać użyte do wykonania 'występów' (wyciągnięć) na powierzchni obiektów 3D. Wraz z operacjami boole'owskimi, kształty powstałe ze szkiców są rdzeniem produktywnego modelowania bryłowego.
Warsztat Szkicownika cechuje się więzami pozwalając na opisanie kształtów 2D dokładnymi definicjami geometrycznymi. Dodatkowo solwer przelicza tę geometrię pozwalając na interaktywne badanie stopni swobody szkicu.
W pełni związany szkic.
Podstawy szkicowania z więzami
By wytłumaczyć jak działa Szkicownik może być przydatne porównanie do "tradycyjnego" sposobu rysowania.
Rysowanie Tradycyjne
Tradycyjna metoda rysowania CAD pochodzi od dawnej deski kreślarskiej. Rzuty prostopadłe (2D) są rysowanie ręczenie i przeznaczone do tworzenia rysunków technicznych. Obiekty są rysowane precyzyjnie w zamierzonej skali lub wymiarze. Jeśli chcesz narysować poziomą linię o długości 100mm startującą w punkcie (0,0), musisz aktywować narzędzie linii, kliknąć na ekranie bądź wprowadzić współrzędne (0,0) dla pierwszego punktu, następnie wykonać kolejne kliknięcie lub wprowadzić współrzędnie dla drugiego punktu (0,100). Ewentualnie możesz narysować linię bez określanie jej pozycji i przesunąć ją później. Kiedy skończysz rysować geometrię, dodajesz wymiary do niej.
Szkicowanie z Więzami
Skicownik odchodzi od tej logiki. Obiekty nie muszą być rysowane dokładnie jak założyłeś, bo zostaną później zdefiniowane za pomocą więzów. Obiekty mogą być rysowane nieściśle i, tak długą jak nie są ograniczone więzami, mogą być modyfikowane. W efekcie są "pływające" i mogą być przesuwane, rozciągane, obracane, skalowane itp. To daje ogromną elastyczność procesu projektowania.
Czym są więzy?
Więzy używane są do ograniczenia stopni swobody obiektu. Dla przykładu, linia bez więzów ma 4 stopnie swobody: może być przesuwana w poziomie lub pionie, rozciągana i obracana.
Wykorzystanie więzu poziomego lub pionowego, lub więzu kąta (względem innej linii lub jednej z osi), ogranicz jej zdolność do obracania pozostawiając ją z 3 stopniami swobody. Zablokowanie jednego z punktów w relacji do układu współrzędnych usunie kolejne dwa stopnie. W końcu zastosowanie więzu wymiaru usunie ostatni stopień swobody. Linia jest w wtedy uznawana za w pełni ograniczoną więzami.
Różne obiekty mogą być wiązane między sobą. Dwie linie mogą być związane, którymiś ze swoich punktów, więzem nachodzenia (coincident). Między zostać ustawiony kąt między nimi lub mogą zostać powiązane jako prostopadłe. Linia może być styczna do łuku lub okręgu itp.
Są dwa typy więzów: geometryczne i wymiarowe.Są one opisane dokładnej w poniższej sekcji 'The tools'.
Zastosowania do których Szkicownik się nie nadaje
Szkicownik nie jest przeznaczony do tworzenia dokumentacji 2D. Gdy szkice zostają użyte do utworzenia brył, są automatycznie ukrywane. Wymiary są widoczne tylko w trybie edycji Szkicownika.
Jeśli potrzebujesz tylko stworzyć widoki 2D do wydruku, i nie chcesz tworzyć modeli 3D, sprawdź warsztat Draft (weź pod uwagę, że warsztat Draft może być także użyteczny przy tworzeniu geometrii 2D niedostępnej aktualnie w Szkicowniku, jak B-Splajny.)
Sketching Workflow
To be added
If a Sketch has segments that cross one another, places where a Point is not directly on a segment, or places where there are gaps between endpoints of adjacent segments, Pad or Revolve won't create a solid. Sometimes a Sketch which contains lines which cross one another will work for a simple operation such as Pad, but later operations such as Linear Pattern will fail. It is best to avoid crossing lines. The exception to this rule is that it doesn't apply to Construction (blue) Geometry.
Inside the enclosed area we can have smaller non-overlapping areas. These will become voids when the 3D solid is created.
Once a Sketch is fully constrained, the Sketch features will turn green; Construction Geometry will remain blue. It is usually "finished" at this point and suitable for use in creating a 3D solid. However, once the Sketch dialog is closed it may be worthwhile going to Part Workbench and running Check geometry to ensure there are no features in the Sketch which may cause later problems.
Narzędzia
Narzędzia Warsztatu Szkicownika znajdują się w menu Szkicownika, które pojawia się po załadowaniu tego warsztatu.
- New sketch: Creates a new sketch on a selected face or plane. If no face is selected while this tool is executed the user is prompted to select a plane from a pop-up window.
- Edit sketch: Edit the selected Sketch. This will open the Sketcher Dialog.
- Leave sketch: Leave the Sketch editing mode.
- View sketch: Sets the model view perpendicular to the sketch plane.
- View section: Creates a section plane that temporarily hides any matter in front of the sketch plane. introduced in version 0.18
- Map sketch to face: Maps a sketch to the previously selected face of a solid.
- Reorient sketch : Allows you to change the position of a sketch
- Validate sketch: Verify the tolerance of different points and adjust them.
- Merge sketches: Merge two or more sketches. introduced in version 0.15
- Mirror sketch: Mirror a sketch along the x-axis, the y-axis or the origin. introduced in version 0.16
Sketcher geometries
These are tools for creating objects.
- Point: Draws a point.
- Line: Draws a line segment between 2 points. Lines are infinite regarding certain constraints.
- Create an arc: This is an icon menu in the Sketcher toolbar that holds the following commands:
- Arc: Draws an arc segment from center, radius, start angle and end angle.
- Arc by 3 points: Draws an arc segment from two endpoints and another point on the circumference.
- Create a circle: This is an icon menu in the Sketcher toolbar that holds the following commands:
- Circle: Draws a circle from center and radius.
- Circle by 3 points: Draws a circle from three points on the circumference.
- Create a conic: The sketcher provides the following conical sections. Unlike B-splines they can be used with all sorts of constraints such as tangents, point-on-object, or orthogonal.
- File:Sketcher CreateEllipse.svg Ellipse by center: Draws an ellipse by center point, major radius point and minor radius point. introduced in version 0.15
- Ellipse by 3 points: Draws an ellipse by major diameter (2 points) and minor radius point. introduced in version 0.15
- File:Sketcher Elliptical Arc.svg Arc of ellipse: Draws an arc of ellipse by center point, major radius point, starting point and ending point. introduced in version 0.15
- File:Sketcher Hyperbolic Arc.svg Arc of hyperbola: Draws an arc of hyperbola. introduced in version 0.17
- Arc of parabola: Draws an arc of parabola. introduced in version 0.17
- Create a B-spline: This is an icon menu in the Sketcher toolbar that holds the following commands:
- Create B-spline: Draws a B-spline curve by its control points. introduced in version 0.17
- Create periodic B-spline: Draws a periodic (closed) B-spline curve by its control points. introduced in version 0.17
- Polyline (multiple-point line): Draws a line made of multiple line segments. Pressing the M key while drawing a Polyline toggles between the different polyline modes.
- Rectangle: Draws a rectangle from 2 opposite points.
- Create regular polygon: This is an icon menu in the Sketcher toolbar that holds the following commands:
- Triangle: Draws a regular triangle inscribed in a construction geometry circle. introduced in version 0.15
- Square: Draws a regular square inscribed in a construction geometry circle. introduced in version 0.15
- Pentagon: Draws a regular pentagon inscribed in a construction geometry circle. introduced in version 0.15
- Hexagon: Draws a regular hexagon inscribed in a construction geometry circle. introduced in version 0.15
- Heptagon: Draws a regular heptagon inscribed in a construction geometry circle. introduced in version 0.15
- Octagon: Draws a regular octagon inscribed in a construction geometry circle. introduced in version 0.15
- Create Regular Polygon : Draws a regular polygon by selecting the number of sides and picking two points: the center and one corner.
- Slot: Draws an oval by selecting the center of one semicircle and an endpoint of the other semicircle.
- Fillet: Makes a fillet between two lines joined at one point. Select both lines or click on the corner point, then activate the tool.
- Trimming: Trims a line, circle or arc with respect to the clicked point.
- Extend: Extends a line or an arc to a boundary line, arc, ellipse, arc of ellipse or a point in space. introduced in version 0.17
- External Geometry: Creates an edge linked to external geometry.
- CarbonCopy: Copies the geometry of another sketch. introduced in version 0.17
- Construction Mode: Toggles sketch geometry from/to construction mode. Construction geometry is shown in blue and is discarded outside of Sketch editing mode.
Sketcher constraints
Constraints are used to define lengths, set rules between sketch elements, and to lock the sketch along the vertical and horizontal axes. Some constraints require use of Helper constraints.
Geometric constraints
These constraints are not associated with numeric data.
- Coincident: Affixes a point onto (coincident with) one or more other points.
- Point On Object: Affixes a point onto another object such as a line, arc, or axis.
- Vertical: Constrains the selected lines or polyline elements to a true vertical orientation. More than one object can be selected before applying this constraint.
- Horizontal: Constrains the selected lines or polyline elements to a true horizontal orientation. More than one object can be selected before applying this constraint.
- Parallel: Constrains two or more lines parallel to one another.
- Perpendicular: Constrains two lines perpendicular to one another, or constrains a line perpendicular to an arc endpoint.
- Tangent: Creates a tangent constraint between two selected entities, or a co-linear constraint between two line segments. A line segment does not have to lie directly on an arc or circle to be constrained tangent to that arc or circle.
- Equal Length: Constrains two selected entities equal to one another. If used on circles or arcs their radii will be set equal.
- Symmetric: Constrains two points symmetrically about a line, or constrains the first two selected points symmetrically about a third selected point.
- Constrain Block: Basically allows to block a geometric element in place with a single constraint. It should be particularly useful to work with B-Splines. See the Block Constraint forum topic. introduced in version 0.17
Dimensional constraints
These are constraints associated with numeric data, for which you can use the expressions. The data may be taken from a spreadsheet.
- Lock: Constrains the selected item by setting vertical and horizontal distances relative to the origin, thereby locking the location of that item. These constraint distances can be edited later.
- Horizontal Distance: Fixes the horizontal distance between two points or line endpoints. If only one item is selected, the distance is set to the origin.
- Vertical Distance: Fixes the vertical distance between 2 points or line endpoints. If only one item is selected, the distance is set to the origin.
- Distance: Defines the distance of a selected line by constraining its length, or defines the distance between two points by constraining the distance between them.
- Radius: Defines the radius of a selected arc or circle by constraining the radius.
- Internal Angle: Defines the internal angle between two selected lines.
- Snell's Law: Constrains two lines to obey a refraction law to simulate the light going through an interface. introduced in version 0.15
- Internal Alignment: Aligns selected elements to selected shape (e.g. a line to become major axis of an ellipse).
- Toggle reference/driving constraint: Toggles the toolbar or the selected constraints to/from reference mode. introduced in version 0.16
Sketcher tools
- Select solver DOFs: Highlights in green the geometry with degrees of freedom (DOFs), i.e. not fully constrained. introduced in version 0.18
- Close Shape: Creates a closed shape by applying coincident constraints to endpoints introduced in version 0.15
- Connect Edges: Connect sketcher elements by applying coincident constraints to endpoints introduced in version 0.15
- Select Constraints: Selects the constraints of a sketcher element introduced in version 0.15
- Select Origin: Selects the origin of a sketch introduced in version 0.15
- Select Vertical Axis: Selects the vertical axis of a sketch introduced in version 0.15
- Select Horizontal Axis: Selects the horizontal axis of a sketch introduced in version 0.15
- Select Redundant Constraints: Selects redundant constraints of a sketch introduced in version 0.15
- Select Conflicting Constraints: Selects conflicting constraints of a sketch introduced in version 0.15
- Select Elements Associated with constraints: Select sketcher elements associated with constraints introduced in version 0.15
- Show/Hide internal geometry: Recreates missing/deletes unneeded internal geometry of a selected ellipse, arc of ellipse/hyperbola/parabola or B-spline.
- Symmetry: Copies a sketcher element symmetrical to a chosen line introduced in version 0.16
- Clone: Clones a sketcher element introduced in version 0.16
- Copy: Copies a sketcher element introduced in version 0.16
- Move: Moves the selected geometry taking as reference the last selected point. introduced in version 0.18
- Rectangular Array: Creates an array of selected sketcher elements introduced in version 0.16
- Delete All Geometry: Deletes all geometry from the sketch. introduced in version 0.18
- Delete All Constraints: Deletes all constraints from the sketch. introduced in version 0.18
Sketcher B-spline tools
Sketcher virtual space
- Switch Virtual Space: Allows you to hide all constraints of a sketch and make them visible again. introduced in version 0.17
Preferences
- Preferences: Preferences for the Sketcher workbench.
Dobre praktyki
Każdy użytkownik CAD z biegiem czasu rozwija swój własny sposób pracy, ale istnieją pewne przydatne ogólne zasady, którymi należy się kierować.
- Kilka prostych szkiców jest łatwiej opanować niż jeden skomplikowany. Np., pierwszy szkic może być utworzony jako baza do cechy 3D (występu lub kieszeni), kiedy drugi może zawierać otwory lub wycięcia (kieszenie). Część szczegółów może zostać wyrzucona, by zrealizować je w postaci cech 3D. Możesz uniknąć zaokrągleń w szkicu jeśli jest ich zbyt wiele i dodać je jako cechy 3D.
- Zawsze twórz zamknięty profil, inaczej ze szkicu nie zostanie utworzona bryła, a zbiór otwartych ścian. Jeśli nie chcesz użyć niektórych obiektów podczas tworzenia bryły, zmień je na elementy konstrukcyjne narzędziem Tryb Konstrukcji.
- Użyj funkcji autowiązania by ograniczyć ilość więzów które będziesz dodawał ręcznie
- Jako główna zasada, najpierw dodawaj więzy geometryczne, potem wymiarowe i na końcu zablokuj szkic. Ale zapamiętaj: zasady są po to by je łamać. Jeśli masz problemy z manipulowaniem szkicem, może być przydatne związanie najpierw kilku obiektów przed ukończeniem rysowania profilu.
- Jeśli to możliwe, wycentruj szkic na początku układu współrzędnych (0,0) używając więzu blokady.Jeśli szkic nie jest symetryczny, ustaw jeden z jego punktów na początku układu współrzędnych lub wybierz całkowite liczby do zablokowania odległości. W v0.12 więzy zewnętrzne nie są zaimplementowane (dopiero v0.13 ma ich wstępną obsługę). Znaczy to, że by ustawić geometrię szkicu do szkicu wcześniejszego, musisz zrobić to ręczne. Więz blokady (25,75) od początku układu współrzędnych jest znacznie łatwiejszy do zapamiętania niż taki (23.47,73.02).
- Jeśli możesz wybrać pomiędzy więzem Długości a Poziomym lub Pionowym więzem Odległości, wybierz ten drugi. Będzie on lżejszy w procesie obliczeń.
Tutorials
- Sketcher tutorial by chrisb. This is a 70-page long PDF document that serves as a detailed manual for the sketcher. It explains the basics of Sketcher usage, and goes into a lot of detail about the creation of geometrical shapes, and each of the constraints.
- Sketcher tutorial for beginners
- Sketcher Micro Tutorial - Constraint Practices
- Sketcher requirement for a sketch Minimum requirement for a sketch and Complete determination of a sketch
- General: Create sketch, Edit sketch, Attach sketch, Reorient sketch, Validate sketch, Merge sketches, Mirror sketch, Leave sketch, View sketch, View section, Toggle grid, Toggle snap, Configure rendering order, Stop operation
- Sketcher geometries: Point, Polyline, Line, Arc, Arc by 3 points, Arc of ellipse, Arc of hyperbola, Arc of parabola, Circle, Circle by 3 points, Ellipse, Ellipse by 3 points, Rectangle, Centered rectangle, Rounded rectangle, Triangle, Square, Pentagon, Hexagon, Heptagon, Octagon, Regular polygon, Slot, Arc slot, B-spline by control points, Periodic B-spline by control points, B-spline by knots, Periodic B-spline by knots, Toggle construction geometry
- Sketcher constraints:
- Dimensional constraints: Dimension, Horizontal distance, Vertical distance, Distance, Auto radius/diameter, Radius, Diameter, Angle, Lock
- Geometric constraints: Coincident (unified), Coincident, Point on object, Horizontal/vertical, Horizontal, Vertical, Parallel, Perpendicular, Tangent or collinear, Equal, Symmetric, Block
- Other constraints: Refraction (Snell's law)
- Constraint tools: Toggle driving/reference constraint, Activate/deactivate constraint
- Sketcher tools: Fillet, Chamfer, Trim, Split, Extend, External geometry, Carbon copy, Select origin, Select horizontal axis, Select vertical axis, Array transform, Polar transform, Scale transform, Offset geometry, Symmetry, Remove axes alignment, Delete all geometry, Delete all constraints
- Sketcher B-spline tools: Convert geometry to B-spline, Increase B-spline degree, Decrease B-spline degree, Increase knot multiplicity, Decrease knot multiplicity, Insert knot, Join curves
- Sketcher visual: Select unconstrained DoF, Select associated constraints, Select associated geometry, Select redundant constraints, Select conflicting constraints, Show/hide circular helper for arcs, Show/hide B-spline degree, Show/hide B-spline control polygon, Show/hide B-spline curvature comb, Show/hide B-spline knot multiplicity, Show/hide B-spline control point weight, Show/hide internal geometry, Switch virtual space
- Additional: Sketcher Dialog, Preferences, Sketcher scripting
- Getting started
- Installation: Download, Windows, Linux, Mac, Additional components, Docker, AppImage, Ubuntu Snap
- Basics: About FreeCAD, Interface, Mouse navigation, Selection methods, Object name, Preferences, Workbenches, Document structure, Properties, Help FreeCAD, Donate
- Help: Tutorials, Video tutorials
- Workbenches: Std Base, Assembly, BIM, CAM, Draft, FEM, Inspection, Material, Mesh, OpenSCAD, Part, PartDesign, Points, Reverse Engineering, Robot, Sketcher, Spreadsheet, Surface, TechDraw, Test Framework
- Hubs: User hub, Power users hub, Developer hub