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Ícone da Sketcher workbench

Introdução

Com a Bancada de Trabalho Sketcher, é possível criar esboços 2D destinados ao uso em outras bancadas de trabalho. Os esboços 2D são o ponto de partida para muitos modelos CAD. Eles geralmente definem os perfis e trajetórias para operações de criação de formas 3D. Um modelo pode depender de vários esboços para sua forma final.

Juntamente com as operações booleanas definidas na Bancada de Trabalho Part, a Bancada de Trabalho Sketcher — ou simplesmente "Sketcher" — forma a base do método de geometria sólida construtiva (CSG) para a criação de sólidos. Em conjunto com as operações da Bancada de Trabalho PartDesign, ela também constitui a base da metodologia de edição de recursos para a criação de sólidos. No entanto, muitas outras bancadas de trabalho também utilizam esboços.

A bancada de trabalho Sketcher dispõe de restrições, permitindo que formas 2D sigam definições geométricas precisas em termos de comprimento, ângulos e relações (horizontalidade, verticalidade, perpendicularidade, etc.). Um solucionador de restrições calcula a geometria 2D restrita e permite a exploração interativa dos graus de liberdade do esboço.

O ambiente de esboço (Sketcher) não se destina à produção de desenhos técnicos 2D. Assim que os esboços são utilizados para gerar uma operação de sólido, eles são ocultados automaticamente, e as restrições ficam visíveis apenas no modo de edição do esboço. Se você precisa apenas produzir vistas 2D para impressão e não deseja criar modelos 3D, consulte a bancada de trabalho Draft.

Um esboço básico totalmente restrito

Restrições

Restrições são utilizadas para limitar os graus de liberdade de um objeto. Por exemplo, uma linha sem restrições possui 4 graus de liberdade (abreviados como "DoF"): ela pode ser movida horizontal ou verticalmente, pode ser esticada e pode ser rotacionada.

Aplicar uma restrição horizontal ou vertical, ou uma restrição angular (em relação a outra linha ou a um dos eixos), limitará sua capacidade de rotação, deixando-a com 3 graus de liberdade. Travar um de seus pontos em relação à origem removerá outros 2 graus de liberdade, e a aplicação de uma restrição de tamanho (dimensão) removerá o último grau de liberdade. A linha é então considerada totalmente restrita.

Objetos podem ter restrições aplicadas em relação uns aos outros. Duas linhas podem ser unidas em um de seus pontos por meio de uma restrição de coincidência. É possível definir um ângulo entre elas ou torná-las perpendiculares. Uma linha pode ser tangente a um arco ou a um círculo, e assim por diante. Um esboço pode admitir diversas soluções; torná-lo totalmente restrito pode significar que apenas uma dessas soluções possíveis foi alcançada com base nas restrições aplicadas. Veja também: Inversão (Flipping).

Existem dois tipos de restrições: geométricas e dimensionais. Elas estão detalhadas na seção Ferramentas abaixo.

Restrições de edição

Quando uma restrição dimensional de condução é criada e a preferência Solicitar valor após criar uma restrição dimensional está selecionada (padrão), uma caixa de diálogo é aberta para editar o seu valor.

Sketcher_Edit_Constraint.png

Você pode inserir um valor numérico ou uma expressão, e é possível nomear a restrição para facilitar seu uso em outras expressões. Você também pode marcar a caixa de seleção Reference para alternar a restrição para o modo de referência.

To edit the value of an existing dimensional constraint do one of the following:

  • Double-click the constraint value in the 3D View.
  • Double-click the constraint in the Sketcher Dialog.
  • Right-click the constraint in the Sketcher Dialog and select the Edit Value option from the context menu.

Restrições de reposicionamento

As restrições dimensionais podem ser reposicionadas na Vista 3D ao serem arrastadas. Mantenha pressionado o botão esquerdo do mouse sobre o valor da restrição e mova o mouse. Os símbolos das restrições geométricas são posicionados automaticamente e não podem ser movidos.

Esboços de perfil

Para criar um esboço que possa ser utilizado como perfil para a geração de sólidos, certas regras devem ser seguidas:

  1. O esboço deve conter apenas contornos fechados. Lacunas entre pontos finais, por menores que sejam, não são permitidas.
  2. Os contornos podem ser aninhados para criar vazios, mas não devem se autointerseccionar nem interseccionar outros contornos.
  3. Os contornos não podem compartilhar arestas com outros contornos. Arestas duplicadas ou sobrepostas não são permitidas.
  4. Conexões em T — isto é, mais de duas arestas compartilhando um ponto comum, ou um ponto tocando uma aresta — não são permitidas.

Invalid sketches:
1. Open contour (free endpoints highlighted by the Validate Sketch tool)
2. Intersecting contours
3. Duplicate edges (endpoints of overlapping edges highlighted by the Validate Sketch tool)
4. T-connections

These rules do not apply to construction geometry (default color blue), which is not shown outside edit mode, or if the sketch is used for a different purpose. Depending on the workbench and the tool that will use the profile sketch, additional restrictions may apply.

Faces internas

Template:Versão

Se a propriedade DadosMake Internals de um esboço estiver definida como true, são geradas faces internas com base nas arestas do esboço. Essas faces podem ser selecionadas como perfis fechados para operações. Contornos que se cruzam e conexões em T são permitidos; eles apenas resultam em faces adicionais.

Ferramentas

As ferramentas do Sketcher Workbench estão localizadas no menu Sketch e/ou em diversas barras de ferramentas. Quase todas as barras de ferramentas do Sketcher só são exibidas enquanto um esboço está no modo de edição. A única exceção é a Barra de ferramentas do Sketcher que só é exibida se nenhum esboço estiver no modo de edição.

Some tools are also available from the 3D View context menu while a sketch is in edit mode, or from the context menus of the Sketcher Dialog.

introduzido na versão 0.21: Se um esboço estiver no modo de edição, a barra de ferramentas Estrutura ficará oculta, pois nenhuma de suas ferramentas poderá ser usada.

Gerais

Barra de ferramentas do Sketcher

  • Validar: Verifica a tolerância de diferentes pontos e as ajusta.

Barra de ferramentas do modo de edição

Outros

Geometrias

Estas são ferramentas para criar objetos.

  • Elipse pelo Centro: Cria uma elipse a partir de seu centro, de uma extremidade de um de seus eixos e de um ponto sobre a elipse. introduced in 1.0: Ou a partir de ambas as extremidades de um de seus eixos e de um ponto sobre a elipse.
  • Rectângulo: Desenha um retângulo a partir de dois vértices opostos.
  • Create Polygon:
  • Heptágono: Desenha um heptágono regular inscrito em um círculo de geometria de construção.
  • Polígono: Cria um polígono regular. O número de lados pode ser especificado.
  • Modo de construção: Alterna a geometria do esboço de/para o modo de construção. A geometria de construção é mostrada em azul e é descartada fora do modo de edição do esboço.

Restrições

Estas são ferramentas para criar restrições. Algumas restrições exigem o uso de restrições auxiliares.

  • Dimensional Constraints:
  • Dimensão: É a ferramenta de restrição sensível ao contexto da Bancada de Trabalho Sketcher. Com base na seleção atual, ela oferece restrições dimensionais apropriadas, mas também restrições geométricas. introduced in 1.0
  • Distancia Horizontal: Fixa a distância horizontal entre dois pontos quaisquer, ou pontos extremos de uma linha. Se apenas um item for selecionado, a distância é definida para a origem.
  • Distancia Vertical: Fixa a distância vertical entre dois pontos quaisquer, ou pontos extremos de uma linha. Se apenas um item for selecionado, a distância é definida para a origem.
  • Dimensão de Distância: Define o comprimento de uma linha, a distância entre dois pontos, a distância perpendicular entre um ponto e uma linha; ou a distância entre as bordas de dois círculos ou arcos, ou entre a borda de um círculo ou arco e uma linha; ou, introduced in 1.0, o comprimento de um arco.
  • Raio ou peso: Define o raio de um arco ou círculo ou o peso de um pólo B-spline.
  • Angulo: Define o ângulo interno entre duas linhas selecionadas.
  • Restringir: Restringe o item selecionado definindo distâncias verticais e horizontais em relação à origem, travando assim a localização desse item. Essas distâncias podem ser editadas posteriormente.
  • Horizontal: Restringe as linhas selecionadas ou elementos de polilinha a uma orientação horizontal verdadeira. Mais de um objeto pode ser selecionado antes de aplicar esta restrição.
  • Paralela: Restringe duas ou mais linhas, fazendo-as paralelas entre si.
  • Perpendicular: Restringe duas linhas, fazendo-as perpendiculares uma à outra, ou restringe uma linha perpendicular à extremidade de um arco.
  • Tangente: Cria uma restrição tangente entre duas entidades selecionadas ou uma restrição colinear entre dois segmentos de linha. Um segmento de linha não precisa estar diretamente sobre um arco ou círculo para ser restrito tangente a esse arco ou círculo.
  • Iguadade: Restringe duas entidades selecionadas, fazendo-as iguais uma à outra. Se usado em círculos ou arcos, seus raios resultarão iguais.
  • Simetria: Restringe dois pontos simetricamente em relação a uma linha, ou restringe os dois primeiros pontos selecionados simetricamente em relação a um terceiro ponto selecionado.
  • Bloquear: Impede que uma aresta se mova, ou seja, impede que seus vértices mudem suas posições atuais. Deve ser particularmente útil para corrigir a posição de B-Splines. Veja o tópico Block Constraint no fórum.
  • A Lei de Snell: Restringe duas linhas à obediência a uma lei de refração, para simular a luz que passa por uma interface.

Ferramentas do Sketcher

  • Filete: Faz um filete entre duas linhas unidas em um ponto. Selecione as duas linhas ou clique no ponto de canto e ative a ferramenta.
  • Edit Edge:
  • Ajustar: Corta uma linha, círculo ou arco em relação ao ponto clicado.
  • Dividir: Divide uma linha ou um arco em dois, converte um círculo em um arco, mantendo a maior parte das restrições. introduced in 0.20
  • Ampliar: Estende uma linha ou um arco a uma linha limite, arco, elipse, arco de elipse ou um ponto no espaço.
  • External Geometry:
  • Simetria: Copia um elemento do sketcher simétrico a uma linha escolhida.

Ferramentas de B-spline do Sketcher

  • Insert Knot: Inserts a knot into a B-spline or increases the multiplicity of an existing knot.
  • Join Curves: Creates a B-spline by joining two existing B-splines or other edges.

Visual Helpers

  • Toggle B-Spline Information Layer:
  • Trocar espaço virtual: Permite esconder todas as restrições de um esboço e fazê-las visíveis novamente.

Ferramentas obsoletas

  • Clonar: Clona um elemento do Sketcher.
  • Corner-preserving fillet: Creates a fillet between two non-parallel lines while preserving their corner point. Not available in 1.0 and above.
  • Conectar bordas: Conecta elementos do Sketcher aplicando restrições de coincidência nas extremidades. Não disponível em 0.21 and above.
  • Copiar: Copia um elemento do Sketcher.
  • Mover: Move a geometria selecionada tomando como referência o último ponto selecionado.

Preferências

  • Preferências: Preferências para a bancada de trabalho Sketcher.

Drawing aids

The Sketcher Workbench has several drawing aids and other features that can help when creating geometry and applying constraints.

Continue modes

There are two continue modes: Geometry creation "Continue Mode" and Constraint creation "Continue Mode". If these are checked (default) in the preferences, related tools will restart after finishing. To exit a continuous tool press Esc or the right mouse button. This must be repeated if a continuous geometry tool has already received input. You can also exit a continuous tool by starting another geometry or constraint creation tool. Note that pressing Esc if no tool is active will exit sketch edit mode. Uncheck the Esc key can leave sketch edit mode preference if you often inadvertently press Esc too many times.

Auto constraints

In sketches that have Auto constraints checked (default) several constraints are applied automatically when creating or (introduced in 26.3) dragging geometry. The icon of a proposed automatic constraint is shown next to the cursor when it is placed correctly. Left-clicking, or ending the drag operation by releasing the Left mouse button, will then apply that constraint. This is a per-sketch setting that can be changed in the Sketcher Dialog or by changing the VistaAutoconstraints property of the sketch.

The following constraints are applied automatically:

Snapping

It is possible to snap to grid lines and grid intersection, and to snap to edges of geometry and midpoints of lines and arcs, and to certain angles. Please note that snapping does not produce constraints in and of itself. For example, only if Auto constraints is switched on will snapping to an edge produce a point-on-object constraint. But just picking a point on the edge would then have the same result.

On-View-Parameters

introduced in 1.0

Depending on the selected option in the preferences only the dimensional On-View-Parameters or both the dimensional and the positional On-View-Parameters can be enabled. Positional parameters allow the input of exact coordinates, for example the center of a circle, or the start point of a line. Dimensional parameters allow the input of exact dimensions, for example the radius of a circle, or the length and angle of a line. On-View-Parameters are not available for all tools.

Determining the center point of a circle with the positional parameters enabled

Determining the radius of a circle with the dimensional parameters enabled

If values are entered and confirmed by pressing Enter or Tab, related constraints are added automatically. If two parameters are displayed at the same time, for example the X- and Y-coordinate of a point, it is possible to enter one value and pick a point to define the other. Depending on the object additional constraints may be required to fully constrain it. Constraints resulting from On-View-Parameters take precedence over those that may result from Auto constraints.

Arc created by entering all On-View-Parameters with resulting automatically created constraints

Coordinate display

If the Show coordinates next to the cursor while editing preference is checked (default), the parameters of the current geometry tool (coordinates, radius, or length and angle) are displayed next to the cursor. This is deactivated while On-View-Parameters are shown.

Métodos de seleção

While a sketch is in edit mode several selection methods can be used. introduced in 26.3: For all methods selection filters are taken into account.

Seleção de elemento de visualização 3D

As elsewhere in FreeCAD, an element can be selected in the 3D View with a single left mouse click. But there is no need to hold down the Ctrl key when selecting multiple elements. Holding down that key is possible though and has the advantage that you can miss-click without losing the selection. Edges, points and constraints can be selected in this manner.

Seleção da caixa de visualização 3D

Box selection in the 3D View works without using Std BoxSelection or Std BoxElementSelection:

  1. Make sure that no tool is active.
  2. Do one of the following:
    • Click in an empty area and drag a rectangle from left to right to select elements that lie completely inside the rectangle.
    • Click in an empty area and drag a rectangle from right to left to also select elements that touch or cross the rectangle.

You can box-select edges and points, constraints cannot be box-selected. introduced in 26.3: Selection filters are taken into account.

3D View connected geometry selection

introduced in 1.0

Double-clicking an edge in the 3D View will select all edges directly and indirectly connected with that edge via endpoints. There is no need for the edges to be connected with coincident constraints, endpoints need only have the same coordinates.

Seleção da caixa de diálogo do Sketcher

Edges and points can also be selected from the Elements section of the Sketcher Dialog, and constraints from the Constraints section of that dialog.

Select All shortcut

introduced in 1.1

To select everything within a sketch, use the standard keyboard shortcut Ctrl+A or the Edit → Select All option from the menu.

Copy, cut and paste

introduced in 1.0

The standard keyboard shortcuts, Ctrl+C, Ctrl+X and Ctrl+V, can be used to copy, cut and paste selected Sketcher geometry including related constraints. But these tools are also available from the Sketch → Sketcher Tools menu. They can be used within the same sketch but also between different sketches or separate instances of FreeCAD. Since the data is copied to the clipboard in the form of Python code, it can be used in other ways too (e.g. shared on the forum).

Boas Práticas

Cada usuário CAD desenvolve sua própria maneira de trabalhar ao longo do tempo, mas existem alguns princípios gerais úteis a seguir.

  • Uma série de esboços simples é mais fácil de gerenciar do que um único e complexo. Por exemplo, um primeiro esboço pode ser criado para o recurso 3D base (um “pad” ou um “revolve”), enquanto um segundo pode conter furos ou recortes (“pockets”). Alguns detalhes podem ser omitidos, para serem adicionados posteriormente como elementos 3D. Você pode escolher evitar filetes em seu esboço se houver muitos e adicioná-los como um elemento 3D.
  • Sempre crie um perfil fechado, ou seu esboço não produzirá um sólido, mas sim um conjunto de faces abertas. Se você não quiser que alguns dos objetos sejam incluídos na criação do sólido, transforme-os em elementos de construção com a ferramenta Construction Mode.
  • Use o recurso de restrições automáticas para limitar o número de restrições que você terá que adicionar manualmente.
  • Como regra geral, aplique primeiro as restrições geométricas, depois as restrições dimensionais e bloqueie o esboço por último. Mas lembre-se: as regras são feitas para serem quebradas. Se você estiver tendo problemas para manipular seu esboço, pode ser útil restringir alguns objetos antes de completar seu perfil.
  • Se possível, centralize seu esboço na origem (0,0) com a restrição de bloqueio ("Lock"). Se o seu esboço não for simétrico, localize um de seus pontos na origem ou escolha bons números redondos para as distâncias de bloqueio – Uma restrição de bloqueio de (25,75) da origem é mais facilmente lembrada do que (23,47 , 73,02). Na v0.12, as restrições externas (restringindo o esboço à geometria 3D existente, como arestas ou outros esboços) não estão implementadas. Isso significa que, para localizar a geometria de esboços subsequentes em seu primeiro esboço, você precisará definir manualmente as distâncias relativas ao primeiro esboço.
  • Se você tiver a possibilidade de escolher entre a restrição Length e as restrições de distância Horizontal Distance ou Vertical Distance, prefira as últimas. Elas consomem menos recursos computacionais.
  • Em geral, as melhores restrições a serem usadas são: Restrições horizontais e verticais; restrições de comprimento horizontal e vertical; tangência ponto a ponto. Se possível, limite o uso destes: a restrição geral de comprimento; tangência borda a borda; restrição de fixar o ponto em uma linha; restrição de simetria.
  • Se estiver em dúvida sobre a validade de um esboço depois de concluído (os elementos ficam verdes), feche a caixa de diálogo do Sketcher, mude para a Bancada de trabalho Part e execute Verificar geometria.

Flipping

The phenomenon that a fully constrained sketch, usually after a major change to one of its dimensions, reaches an unintended new state is know as "flipping". In the example below, changing one dimension completely changes the shape of the sketch. Note that the sketch with the new shape is still fully constrained.

Original sketch (left), and the same sketch after increasing the 20mm value to 1000mm (right)

Methods to reduce flipping

Change dimensions in small increments

This is not always practical, but changing dimension values in smaller increments can work.

Use a different solver

The LevenbergMarquardt solver, which is not the default solver, is known to be less prone to flipping. See Sketcher Dialog for more information.

Use horizontal and vertical dimensions

Using horizontal and vertical dimensions instead of distance dimensions or equal constraints can prevent flipping. Points constrained by these dimensions will only switch places if the sign of their value is changed. In the image above the added (orange) dimensional constraints are linked to the original dimensions via expressions.

Use angle dimensions

Using angle dimensions instead of horizontal and vertical constraints can also work. The angle between edges constrained by angle dimensions will not change. 180° will not become 0°, 90° will not become 270°, etc. In the image all horizontal and vertical constraints have been replaced, but just replacing two is already effective here.

Tutoriais

Scripting

A página Sketcher scripting contém exemplos de como criar restrições a partir de scripts Python.

Exemplos

For some ideas of what can be achieved with Sketcher tools, have a look at: Sketcher Examples.


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