Basic Sketcher Tutorial/it

Tutorial
Argomento
Sketcher
Livello di difficoltà
Base
Tempo di esecuzione
60 minuti
Autori
Drei e vocx
Versione di FreeCAD
0.19
Files di esempio
Basic Sketcher tutorial updated
Vedere anche
Nessuno

Introduzione

Questo tutorial ha lo scopo di introdurre il lettore al flusso di lavoro di base dell'ambiente Sketcher.

L'ambiente Sketcher esiste come modulo autonomo, quindi può essere utilizzato per disegnare oggetti 2D generici (planari). Tuttavia, viene utilizzato principalmente in combinazione con PartDesign. Uno schizzo chiuso viene normalmente utilizzato per creare una faccia o un profilo da estrudere in un corpo solido con un'operazione come Estrusione di PartDesign .

Il lettore farà pratica su:

• Creazione della geometria di costruzione
• Creazione di geometria reale
• Applicazione di vincoli geometrici
• Applicazione di vincoli di riferimento
• Ottenere un profilo chiuso

Per una descrizione più approfondita dello sketcher, leggere la Lezione su Sketcher.

Risultato finale dello schizzo, con tutta la geometria completamente vincolata, inclusa la geometria di costruzione per il supporto.

Setup

1. Aprire FreeCAD, creare un nuovo documento vuoto con File → Nuovo.

1.1. Passare all' Ambiente Sketcher dal selettore ambiente, oppure dal menu Visualizza → Ambiente → Sketcher.

Alcune azioni da ricordare:

• Premere il tasto destro del mouse o premere una volta Esc sulla tastiera per deselezionare lo strumento attivo in modalità di modifica.
• Per uscire dalla modalità di modifica dello schizzo, premere il pulsante Chiudi nel pannello delle azioni oppure premere due volte Esc sulla tastiera.
• Per entrare nuovamente in modalità di modifica, fare doppio clic sullo schizzo nella vista ad albero, oppure selezionarlo e quindi fare clic su Modifica lo schizzo.

Creare uno schizzo

2. Fare clic su Crea uno schizzo.

2.1. Scegliere l'orientamento dello schizzo, ovvero uno dei piani di base XY, XZ o YZ. Scegliere anche se si desidera un orientamento invertito e un offset dal piano di base..

2.2. Utilizzeremo il piano e le opzioni predefinite.

2.3. Fare clic su OK per iniziare a costruire lo schizzo.

Siamo ora nella modalità di modifica dello schizzo. Al suo interno, è possibile utilizzare la maggior parte degli strumenti di questo ambiente di lavoro.

Nota: la vista ad albero passa alla scheda azioni; in questa interfaccia espandere la sezione Modifica controlli e assicurarsi che l'opzione Vincoli automatici sia abilitata. Altre opzioni possono essere modificate inclusa la dimensione della griglia visibile e se si vuole agganciarla; in questo tutorial non ci agganceremo alla griglia e la nasconderemo anche. In altre sezioni della scheda azioni si può anche vedere quali elementi geometrici e vincoli sono stati definiti.

Parte superiore del pannello delle azioni dello sketcher.

La geometria di costruzione

3. La geometria di costruzione viene utilizzata per guidare la creazione della geometria "reale". La geometria reale sarà quella mostrata al di fuori della modalità di modifica dello schizzo, mentre la geometria di costruzione verrà mostrata solo all'interno della modalità di modifica. Pertanto, è possibile utilizzare tutta la geometria di costruzione necessaria per costruire forme reali.

3.1. Fare clic su Attiva/disattiva costruzione. Ora gli elementi geometrici verranno disegnati in modalità di costruzione.

3.2. Fare clic su Crea linea.

3.3. Avvicinarsi all'origine dello schizzo, il punto dovrebbe essere evidenziato e vicino al cursore apparirà l'icona vincolo coincidente.

3.4. Cliccare sul punto, quindi spostare il puntatore per iniziare a disegnare una nuova linea da esso. Spostare il puntatore in modo che la linea abbia una lunghezza di circa 30 mm. Non è necessario essere molto precisi in questo passaggio; in seguito si imposterà la dimensione corretta.

3.5. Ripetere questa procedura altre quattro volte per posizionare le linee di costruzione a stella. Non preoccuparsi troppo delle loro dimensioni o della loro posizione, le si estendano semplicemente nei quattro quadranti.

3.6. Ora uscire dalla modalità di costruzione cliccando di nuovo su Attiva/disattiva costruzione.

Nota: Fino a questo punto, lo strumento linea è ancora attivo. Ciò significa che possiamo continuare a cliccare sulla vista 3D per disegnare tutte le linee che desideriamo. Se desideriamo uscire da questo strumento, possiamo premere il tasto destro del mouse o premere una volta Esc sulla tastiera. In questo modo, il puntatore non creerà più linee, ma sarà solo un puntatore che ci permetterà di selezionare gli oggetti appena creati. In questa modalità puntatore possiamo selezionare e trascinare le estremità di ogni linea per regolarne la posizione.

Nota 2: Non premere Esc una seconda volta, altrimenti si uscirà dalla modalità di modifica dello schizzo. In tal caso, rientrare nella modalità di modifica facendo doppio clic sullo schizzo nella vista ad albero.

Si dia un'altra occhiata al pannello delle azioni. La sezione Messaggi del Solutore indica già che lo sketch è sotto-vincolato e indica il numero di gradi di libertà.

Consultare le sezioni Vincoli ed Elementi per visualizzare i nuovi vincoli e linee elencati. Quando gli schizzi contengono molti elementi, potrebbe essere difficile selezionarli nella vista 3D, quindi si può utilizzare questi elenchi per selezionare esattamente l'oggetto che si desidera.

Linee di costruzione che formano una forma a stella con il centro nell'origine.

La geometria reale

La geometria reale deve creare una forma chiusa se deve essere utilizzata come profilo che può essere estruso da strumenti come Estrusione di PartDesign.

Assicurarsi di non essere in modalità costruzione cliccando su Attiva/disattiva costruzione, se non si è già usciti da questa modalità.

Archi esterni

4. Creare un cerchio.

4.1. Fare clic su Crea cerchio dal centro.

4.2. Fare clic sulla origine dello schizzo per posizionare il suo punto centrale.

4.3. Fare clic in un punto qualsiasi della vista 3D per impostare il raggio della circonferenza come distanza dall'origine. Impostarlo a circa 8 mm. Anche in questo caso, la dimensione verrà corretta in seguito.

5. Creare una serie di archi.

5.1. Fare clic su Crea arco.

5.2. Avvicinarsi al punto finale di una delle linee di costruzione e fare clic su di essa. Questo imposterà il punto centrale dell'arco circolare in modo che sia coincidente con il punto finale di questa linea.

5.3. Fare clic una volta nella vista 3D in una posizione arbitraria per impostare simultaneamente il raggio dell'arco e il suo primo punto finale. Definire un raggio approssimativo di 8 mm.

5.4. Spostare il puntatore in senso antiorario per tracciare un arco con la concavità rivolta verso l'origine dello schizzo. Fare clic per impostare il punto finale dell'arco, definendo un arco circolare che si estende approssimativamente per 180° o per metà cerchio.

5.5. Ripetere questi passaggi con ogni linea di costruzione, in modo che ciascuna di esse abbia un arco circolare alla sua estremità. Chiameremo questi archi O, ovvero archi verso l'esterno.

Archi circolari aggiunti alle estremità delle linee di costruzione. Anche un cerchio centrale.

Archi interni

6. Creare un arco tra ogni coppia degli archi O precedenti.

6.1. Sempre con lo strumento Arco attivo, fare clic da qualche parte tra due archi O ma più lontano dall'origine dello schizzo, per impostare il punto centrale di un nuovo arco.

6.2. Fare clic in un punto vicino al punto finale di un arco O e spostare il puntatore per tracciare un altro arco finendo vicino a un altro punto finale di un arco O diverso, come se si stesse tentando di unire i punti finali. Questa volta la concavità deve puntare lontano dall'origine.

6.3. Ripetere questi passaggi, in modo che ogni coppia di archi O abbia un nuovo arco tra di loro. Chiameremo questi archi a I per archi verso l'interno.

Riassumendo, gli archi O dovrebbero avere la curvatura rivolta verso l'esterno e la concavità rivolta verso l'origine dello schizzo; gli archi I dovrebbero avere la curvatura rivolta verso l'interno e la concavità rivolta lontano dalla stessa origine.

Archi circolari aggiunti tra il primo set di archi posizionati.

Vincoli

Si dia un'altra occhiata al pannello delle azioni. Grazie ai nuovi elementi geometrici che abbiamo disegnato, la sezione messaggi del Solutore indica ancora più gradi di libertà. Un grado di libertà (DOF) indica un possibile movimento di un elemento. Ad esempio, un punto può essere spostato sia in direzione orizzontale che verticale, quindi ha due gradi di libertà. Un segmento è definita da due punti, quindi in totale ha quattro gradi di libertà. Se fissiamo uno di questi punti, l'intero sistema ha solo due gradi di libertà disponibili; se fissiamo anche il movimento orizzontale del punto rimanente, abbiamo solo un grado di libertà; e se fissiamo anche il movimento verticale di questo punto, l'ultimo grado di libertà scompare e la retta non può più muoversi dalla sua posizione.

Finora quando abbiamo disegnato linee e curve, lo sketcher ha aggiunto per noi i vincoli automatici, quelli che mantengono le linee legate all'origine e gli archi O legati alle linee di costruzione. Ma non abbiamo aggiunto altri vincoli espliciti in modo che le forme geometriche possano ancora essere spostate in molte direzioni. I vincoli sono "regole" che ci dicono in quali condizioni un oggetto geometrico può muoversi e di quanto. Sono usati per eliminare i gradi di libertà in modo che lo schizzo abbia una forma stabile. Se eliminiamo tutti i gradi di libertà, lo schizzo è completamente vincolato e ha una forma fissa, ovvero i suoi punti non possono spostarsi affatto. In generale, è una buona idea vincolare completamente gli schizzi perché ciò si riflette in modelli stabili.

Esistono due tipi principali di vincoli:

• I vincoli geometrici definiscono le caratteristiche delle forme senza specificare dimensioni esatte, ad esempio orizzontalità, verticalità, parallelismo, perpendicolarità e tangenza.
• I vincoli di riferimento definiscono le caratteristiche delle forme specificando le dimensioni, ad esempio una lunghezza numerica o un angolo.

I vincoli geometrici

Lunghezza e raggio uguali

7. Vincolare geometricamente linee e archi.

7.1 Selezionare tutte e cinque le linee di costruzione. È sufficiente fare clic una sola volta per selezionare un elemento.

7.2. Premere Lunghezza uguale.

Nota: questo crea solo quattro vincoli. I vincoli sono concatenati: la prima linea ha la stessa lunghezza della seconda, che ha la stessa lunghezza della terza, che a sua volta ha la stessa lunghezza della quarta, che ha la stessa lunghezza della quinta. Quindi, in questo caso, la prima e la quinta hanno la stessa lunghezza.

7.3. Selezionare tutti e cinque gli archi O, quelli centrati su un punto finale di una linea di costruzione.

7.4. Premere Lunghezza uguale.

7.5. Ripetere con tutti gli archi I, quelli compresi tra gli archi O.

Nota: di nuovo i vincoli sono concatenati. Pertanto tutti gli archi O avranno lo stesso raggio e tutti gli archi I avranno lo stesso raggio. In questo momento, il valore specifico di queste lunghezze non è fisso. Si può usare il puntatore per trascinare un punto e vedere come lo schizzo viene aggiornato rispettando i vincoli in atto.

7.6. Selezionare la linea di costruzione più vicina all'asse verticale.

7.7. Premere Verticale (facoltativo). Se si è disegnata la linea di costruzione verso il basso lungo l'asse Y, è già stato inserito un vincolo Punto su oggetto automatico, mantenendo la linea di costruzione verticale. In questo caso, non è necessario alcun vincolo Verticale aggiuntivo.

Nota: quando si aggiungono i vincoli, i simboli sovrapposti che indicano il tipo di vincolo appaiono sulla geometria nella vista 3D. Se questi simboli offuscano la vista, li si possono nascondere deselezionando il vincolo nel pannello attività. Notare inoltre che il numero di gradi di libertà diminuisce dopo l'aggiunta di ciascun vincolo.

Nota 2: se si desidera disattivare temporaneamente il vincolo, lo si può selezionare e premere Attiva/disattiva vincolo attivo. Quando si desidera applicarlo di nuovo, premere di nuovo lo stesso pulsante.

Schizzo con vincoli di uguaglianza applicati alle linee di costruzione e ai due insiemi di archi.

Tangenza

8. Applicare la tangenza agli archi.

8.1. Selezionare un estremo di un arco O e quindi l'estremo più vicino dell'arco I adiacente.

8.2. Premere Tangente. In questo modo, i due archi adiacenti si collegano in modo fluido ai loro estremi.

8.3. Ripetere l'operazione per tutti gli estremi degli archi O e I per ottenere un profilo chiuso.

Nota: L'applicazione frequente del vincolo tangenziale sposterà la geometria per ottenere una connessione fluida. Potrebbe essere necessario utilizzare il puntatore per riposizionare leggermente i punti prima di applicare il successivo vincolo tangenziale. Provare a posizionare gli estremi in modo che due archi non siano troppo distanti, in modo che possano essere collegati con una linea corta anziché lunga.

A questo punto, abbiamo creato un profilo chiuso, poiché tutti gli archi sono stati collegati tra loro. Ora possiamo fornire vincoli di riferimento per fissare la forma dello schizzo. Mentre le quote di linee e archi rimangono invariate, possiamo trascinare i punti dello schizzo e osservare come cambia l'intero schizzo.

Schizzo con vincoli tangenziali applicati agli archi, che chiudono la forma.

I vincoli di dati

Questi vincoli specificano le distanze numeriche tra due punti e gli angoli tra due linee.

Distanze e angoli

9. Regolare la dimensione delle linee di costruzione.

9.1. Selezionare la linea di costruzione vincolata verticalmente.

9.2. Premere Distanza verticale.

9.3. Impostare la lunghezza a 30 mm. Poiché tutte le linee di costruzione sono vincolate ad avere la stessa lunghezza, tutte queste linee regolano le loro dimensioni contemporaneamente.

10. Impostare l'angolo tra le linee di costruzione.

10.1. Selezionare la linea di costruzione verticale e la linea di costruzione più vicina ad essa.

10.2. Premere Angolo.

10.3. Impostare l'angolo a 72°.

10.4. Ripetere la stessa procedura per ogni coppia di linee di costruzione e utilizzare lo stesso angolo.

Nota: in questa fase, lo schizzo potrebbe avere pochissimi gradi di libertà rimasti, il che significa che la sua forma non può essere modificata eccessivamente. Se si tenta di aggiungere altri vincoli, questi potrebbero causare un conflitto con i vincoli aggiunti in precedenza. In tal caso, non aggiungere questi vincoli e procedere con i passaggi successivi.

Schizzo con vincolo di lunghezza applicato a una linea di costruzione verticale (sinistra) e vincoli angolari a tre coppie di linee di costruzione (destra).

Raggio

11. Regolare la dimensione degli archi.

11.1. Selezionare uno degli archi O, centrato sul punto finale di una linea di costruzione.

11.2. Premere il pulsante Raggio.

11.3. Impostare il raggio su 8 mm. Poiché tutti gli archi O sono vincolati per avere lo stesso raggio, tutti questi archi regolano le loro dimensioni contemporaneamente.

11.4. Selezionare uno degli archi I, tra due archi O.

11.5. Premere il pulsante Raggio.

11.6. Impostare il raggio su 11 mm. Poiché tutti gli archi O sono vincolati per avere lo stesso raggio, tutti questi archi regolano le loro dimensioni contemporaneamente.

Schizzo con vincoli di raggio applicati agli archi verso l'esterno (sinistra) e agli archi verso l'interno (destra).

11.7. Infine, selezionare il cerchio al centro dello schizzo, premere Raggio e impostare il valore su 8 mm.

Alla fine si dovrebbe ottenere uno schizzo completamente vincolato. Questo può essere confermato dal cambio di colore della geometria reale e dal messaggio che viene mostrato nella scheda azioni.

Schizzo con tutti i vincoli geometrici e di riferimento applicati.

Estrusione

12. Ora che si ha uno schizzo completamente vincolato, lo si può utilizzare per creare un corpo solido.

12.1. Uscire dalla modalità di modifica dello schizzo premendo il pulsante Chiudi o premendo due volte Esc. Lo schizzo dovrebbe apparire nella vista ad albero e nella vista 3D.

12.2. Passare a PartDesign.

12.3. Con lo schizzo selezionato nella vista ad albero, premere Crea un corpo, scegliere il piano XY predefinito e premere OK. Lo schizzo dovrebbe ora apparire all'interno del Corpo.

12.4. Selezionare lo schizzo, quindi premere Estrusione, scegliere le opzioni predefinite e premere OK per creare un'estrusione solida.

A sinistra: schizzo completamente vincolato con solo i vincoli più importanti visibili. A destra: estrusione solida prodotta con Estrusione di PartDesign.

Informazioni aggiuntive

Per una descrizione più approfondita dello sketcher, vedere la documentazione di Sketcher e leggere anche la Sketcher Lecture.

L'applicazione di vincoli a uno schizzo può essere eseguita in molti modi diversi. In generale, si consiglia di utilizzare prima i vincoli geometrici e di ridurre al minimo il numero di vincoli di riferimento, poiché ciò semplifica il compito del solutore di vincoli interno. Per approfondire questo aspetto, ripetere questo esempio, aggiungendo i vincoli in un ordine diverso.

• Vincolare prima le linee di costruzione prima di disegnare gli archi.
• Oppure vincolare la dimensione degli archi prima di renderli tangenti.
• Oppure impostare l'angolo delle linee di costruzione prima di aggiungere altri elementi.
• Provare a utilizzare un'altra geometria di costruzione.