Sketcher Workbench/ru

Введение
The Верстак Sketcher используется для создания 2D-геометрии, предназначенной для использования в верстаках PartDesign, Arch, и других. Как правило, 2D-геометрия считается отправной точкой для большинства моделей CAD, поскольку 2D-эскиз можно «выдавливать» для создания 3D-фигуры; другие 2D-эскизы могут быть использованы для создания других элементов, таких как вырезы, выступы или выдавливания поверх ранее построенных 3D-фигур. Вместе с логическими операциями над твердыми телами, определенными в Верстаке Part, Sketcher формирует ядро создания твердых тел.

Функции "ограничения" верстака Sketcher, позволяют задавать фигурам точные геометрические размеры. Решатель "ограничений" в интерактивном режиме обсчитывает ограничения степеней свободы геометрии.



Основы ограничений эскиза
Чтобы объяснить, как работает Sketcher, может быть полезно сравнить его с "традиционным" способом черчения.

Традиционное черчение
Традиционный способ рисования САПР унаследовали от старых чертежных досок. Ортогональные (2D) виды рисуются вручную и служат для создания технических чертежей (также известных как blueprints). Объекты рисуются точно по предполагаемым размерам или габаритам. Если вы хотите нарисовать горизонтальную линию длиной 100 мм, начиная с координат (0,0), вы активируете инструмент линии, нажмите на экран или вводите координаты (0,0) для первой точки, затем нажимаете второй раз или вводите координаты второй точки (100,0). Или вы рисуете свою линию независимо от ее положения, а затем перемещаете ее. Когда вы закончите рисовать, вы добавляете размеры.

Ограниченные Эскизы
Sketcher отходит от этой логики. Объекты не нужно рисовать точно так, как вы намереваетесь, потому что позже они будут определены с помощью ограничений. Объекты могут быть нарисованы свободно, и, пока они не ограничены, могут быть изменены. Они находятся в "плавающем" состоянии и могут перемещаться, растягиваться, вращаться, масштабироваться и т. д. Это дает большую гибкость в процессе проектирования.

Что такое ограничения?
Вместо размеров Ограничения используются для ограничения степеней свободы объекта. Например, линия без ограничений имеет 4 Степени Свободы (Degrees Of Freedom - "DOF" | сокращенно «СС»): ее можно перемещать по горизонтали или вертикали, можно растягивать и поворачивать.

Применение горизонтального или вертикального ограничения или углового ограничения (относительно другой линии или одной из осей) ограничит ее способность к вращению, оставляя таким образом 3 степени свободы. Блокировка одной из ее точек относительно нормали устранит еще 2 степени свободы. А применение ограничения размером удалит последнюю степень свободы. Линия будет считаться полностью ограниченной.

Между собой могут быть ограничены и несколько объектов. Две линии могут быть объединены ограничением в их точке совпадения. Между ними может быть установлен угол или же они могут быть перпендикулярны. Линия может касаться дуги или круга и т.п. Сложный эскиз с несколькими объектами может иметь несколько различных решений, и его «полное ограничение» означает, что только одно из этих возможных решений было достигнуто на основе примененных ограничений.

Существует два вида ограничений: геометрические и размерные. Они подробно описаны в разделе 'Инструменты' ниже.

Для чего не стоит применять Sketcher
Sketcher не предназначен для создания 2D чертежей. Когда эскизы используются для создания твердотельного элемента, они автоматически скрываются. Ограничения видны только в режиме редактирования эскиза.

Если вам нужны 2D виды только для печати, а не для создания 3D моделей, посмотрите на верстак Draft.

Процесс создания эскиза
Эскиз всегда двумерный (2D). Чтобы создать твердое тело, создается двухмерный эскиз с одной замкнутой областью, а затем либо Выдавливается или Вращается, чтобы добавить 3-е измерение, создавая трехмерное тело из двухмерного эскиза.

Если в эскизе есть сегменты, которые пересекают друг друга, места, где точка не находится непосредственно на сегменте, или места, где есть промежутки между конечными точками смежных сегментов, Выдавливание или Вращение не будет создавать твердое тело. Исключением для этих правил является Вспомогательная (синяя) геометрии, к которым они не применимы.

Внутри замкнутой области мы можем иметь меньшие непересекающиеся области. Они станут пустотами при создании 3D-тела.

Инструменты
Инструменты эскизного инструментария располагаются в меню Sketcher которое появляется после загрузки инструментария.


 * [[Image:Sketcher_NewSketch.png‎‎|32px]] 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.


 * [[Image:Sketcher_EditSketch.png|32px]] Edit sketch: Edit the selected Sketch.


 * [[Image:Sketcher_LeaveSketch.png|32px]] Leave sketch: Leave the Sketch editing mode.


 * [[Image:Sketcher_ViewSketch.png‎|32px]] View sketch: Sets the model view perpendicular to the sketch plane.


 * [[Image:Sketcher ViewSection.png|32px]] View section: Creates a section plane that temporarily hides any matter in front of the sketch plane.


 * [[Image:Sketcher_MapSketch.png‎|32px]] 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.


 * [[Image:Sketcher MergeSketch.png‎|32px]] Merge sketches: Merge two or more sketches.


 * [[Image:Sketcher MirrorSketch.png‎|32px]] Mirror sketch: Mirror a sketch along the x-axis, the y-axis or the origin.

Sketcher geometries
These are tools for creating objects.


 * [[Image:Sketcher_CreatePoint.png|32px]] Point: Draws a point.


 * [[Image:Sketcher_Line.png|32px]] Line by 2 point: Draws a line segment from 2 points. Lines are infinite regarding certain constraints.


 * [[Image:Sketcher_CompCreateArc.png|48px]] Create an arc: This is an icon menu in the Sketcher toolbar that holds the following commands:


 * [[Image:Sketcher_Arc.png|32px]] Arc: Draws an arc segment from center, radius, start angle and end angle.


 * [[Image:Sketcher CreateArc3Point.png|32px]] Arc by 3 Point: Draws an arc segment from two endpoints and another point on the circumference.


 * [[Image:Sketcher_CompCreateCircle.png|48px]] Create a circle: This is an icon menu in the Sketcher toolbar that holds the following commands:


 * [[Image:Sketcher_Circle.png|32px]] Circle: Draws a circle from center and radius.


 * [[Image:Sketcher CreateCircle3Point.png|32px]] Circle by 3 Point: Draws a circle from three points on the circumference.


 * [[Image:Sketcher_CompCreateConic.png|48px]] Create a conic:
 * [[Image:Sketcher_CreateEllipse.png|32px]] Ellipse by center: Draws an ellipse by center point, major radius point and minor radius point.
 * [[Image:Sketcher_CreateEllipse_3points.png|32px]] Ellipse by 3 points: Draws an ellipse by major diameter (2 points) and minor radius point.
 * [[Image:Sketcher_Elliptical_Arc.png|32px]] Arc of ellipse: Draws an arc of ellipse by center point, major radius point, starting point and ending point.
 * [[Image:Sketcher_Hyperbolic_Arc.png|32px]] Arc of hyperbola: Draws an arc of hyperbola.
 * [[Image:Sketcher_Parabolic_Arc.png|32px]] Arc of parabola: Draws an arc of parabola.


 * [[Image:Sketcher_CompCreateBSpline.png|48px]] Create a B-spline: This is an icon menu in the Sketcher toolbar that holds the following commands:
 * Sketcher_CreateBSpline.svg Create B-spline: Draws a B-spline curve by its control points.
 * Sketcher_Create_Periodic_BSpline.svg Create periodic B-spline: Draws a periodic (closed) B-spline curve by its control points.


 * [[Image:Sketcher_CreatePolyline.png|32px]] 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.


 * [[Image:Sketcher_CreateRectangle.png|32px]] Rectangle: Draws a rectangle from 2 opposite points.


 * [[Image:Sketcher_CompCreateRegularPolygon.png|48px]] Create regular polygon: This is an icon menu in the Sketcher toolbar that holds the following commands:


 * [[Image:Sketcher_CreateTriangle.png|32px]] Triangle: Draws a regular triangle inscribed in a construction geometry circle.


 * [[Image:Sketcher_CreateSquare.png|32px]] Square: Draws a regular square inscribed in a construction geometry circle.


 * [[Image:Sketcher_CreatePentagon.png|32px]] Pentagon: Draws a regular pentagon inscribed in a construction geometry circle.


 * [[Image:Sketcher_CreateHexagon.png|32px]] Hexagon: Draws a regular hexagon inscribed in a construction geometry circle.


 * [[Image:Sketcher_CreateHeptagon.png|32px]] Heptagon: Draws a regular heptagon inscribed in a construction geometry circle.


 * [[Image:Sketcher_CreateOctagon.png|32px]] Octagon: Draws a regular octagon inscribed in a construction geometry circle.


 * [[Image:Sketcher_CreateRegularPolygon.png|32px]] Create Regular Polygon : Draws a regular polygon by selecting the number of sides and picking two points: the center and one corner.


 * [[Image:Sketcher_CreateSlot.png|32px]] Slot: Draws an oval by selecting the center of one semicircle and an endpoint of the other semicircle.


 * [[Image:Sketcher_CreateFillet.png|32px]] Fillet: Makes a fillet between two lines joined at one point. Select both lines or click on the corner point, then activate the tool.


 * [[Image:Sketcher_Trimming.png|32px]] Trimming: Trims a line, circle or arc with respect to the clicked point.


 * Sketcher_Extend.svg Extend: Extends a line or an arc to a boundary line, arc, ellipse, arc of ellipse or a point in space.


 * [[Image:Sketcher_External.png|32px]] External Geometry: Creates an edge linked to external geometry.


 * Sketcher_CarbonCopy.svg CarbonCopy: Copies the geometry of another sketch.


 * [[Image:Sketcher_ToggleConstruction.png|32px]] 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.


 * [[Image:Constraint_PointOnPoint.png|32px]] Coincident: Affixes a point onto (coincident with) one or more other points.


 * [[Image:Constraint_PointOnObject.png|32px]] Point On Object: Affixes a point onto another object such as a line, arc, or axis.


 * [[Image:Constraint_Vertical.png|32px]] Vertical: Constrains the selected lines or polyline elements to a true vertical orientation. More than one object can be selected before applying this constraint.


 * [[Image:Constraint_Horizontal.png|32px]] Horizontal: Constrains the selected lines or polyline elements to a true horizontal orientation. More than one object can be selected before applying this constraint.


 * [[Image:Constraint_Parallel.png|32px]] Parallel: Constrains two or more lines parallel to one another.


 * [[Image:Constraint_Perpendicular.png|32px]] Perpendicular: Constrains two lines perpendicular to one another, or constrains a line perpendicular to an arc endpoint.


 * [[Image:Constraint_Tangent.png|32px]] 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.


 * [[Image:Constraint_EqualLength.png|32px]] Equal Length: Constrains two selected entities equal to one another. If used on circles or arcs their radii will be set equal.


 * [[Image:Constraint_Symmetric.png|32px]] Symmetric: Constrains two points symmetrically about a line, or constrains the first two selected points symmetrically about a third selected point.


 * [[Image:Sketcher_ConstrainBlock.png|32px]] 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.

Dimensional constraints
These are constraints associated with numeric data, for which you can use the expressions. The data may be taken from a spreadsheet.


 * [[Image:Sketcher_ConstrainLock.png‎|32px]] 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.


 * [[Image:Constraint_HorizontalDistance.png‎|32px]] 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.


 * [[Image:Constraint_VerticalDistance.png|32px]] 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.


 * [[Image:Constraint_Length.png|32px]] 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.


 * [[Image:Constraint_Radius.png|32px]] Radius: Defines the radius of a selected arc or circle by constraining the radius.
 * [[Image:Constraint_InternalAngle.png|32px]] Internal Angle: Defines the internal angle between two selected lines.


 * [[Image:Constraint_SnellsLaw.png|32px]] Snell's Law: Constrains two lines to obey a refraction law to simulate the light going through an interface.


 * [[Image:Constraint_InternalAlignment.png |32px]] Internal Alignment: Aligns selected elements to selected shape (e.g. a line to become major axis of an ellipse).


 * [[Image:Sketcher_ToggleConstraint.png |32px]] Toggle reference/driving constraint: Toggles the toolbar or the selected constraints to/from reference mode.

Sketcher tools

 * Sketcher SelectElementsWithDoFs.svg Select solver DOFs: Highlights in green the geometry with degrees of freedom (DOFs), i.e. not fully constrained.


 * [[Image:Sketcher CloseShape.png‎|32px]] Close Shape: Creates a closed shape by applying coincident constraints to endpoints


 * [[Image:Sketcher ConnectLines.png‎|32px]] Connect Edges: Connect sketcher elements by applying coincident constraints to endpoints


 * [[Image:Sketcher SelectConstraints.png‎|32px]] Select Constraints: Selects the constraints of a sketcher element


 * [[Image:Sketcher SelectOrigin.png‎|32px]] Select Origin: Selects the origin of a sketch


 * [[Image:Sketcher SelectVerticalAxis.png‎|32px]] Select Vertical Axis: Selects the vertical axis of a sketch


 * [[Image:Sketcher SelectHorizontalAxis.png‎|32px]] Select Horizontal Axis: Selects the horizontal axis of a sketch


 * [[Image:Sketcher SelectRedundantConstraints.png‎|32px]] Select Redundant Constraints: Selects redundant constraints of a sketch


 * [[Image:Sketcher SelectConflictingConstraints.png‎|32px]] Select Conflicting Constraints: Selects conflicting constraints of a sketch


 * [[Image:Sketcher SelectElementsAssociatedWithConstraints.png‎|32px]] Select Elements Associated with constraints: Select sketcher elements associated with constraints


 * Sketcher_Element_Ellipse_All.png‎ Show/Hide internal geometry: Recreates missing/deletes unneeded internal geometry of a selected ellipse, arc of ellipse/hyperbola/parabola or B-spline.


 * [[Image:Sketcher Symmetry.png‎|32px]] Symmetry: Copies a sketcher element symmetrical to a chosen line


 * [[Image:Sketcher Clone.png‎|32px]] Clone: Clones a sketcher element


 * [[Image:Sketcher Copy.png‎|32px]] Copy: Copies a sketcher element


 * Sketcher_Move.svg Move: Moves the selected geometry taking as reference the last selected point.


 * [[Image:Sketcher RectangularArray.png‎|32px]] Rectangular Array: Creates an array of selected sketcher elements


 * Sketcher Element SelectionTypeInvalid.svg Delete All Geometry: Deletes all geometry from the sketch.


 * Sketcher Element SelectionTypeInvalid.svg Delete All Constraints: Deletes all constraints from the sketch.

Sketcher B-spline tools

 * Sketcher_BSplineDegree.svg Show/Hide B-spline degree


 * Sketcher_BSplinePolygon.svg Show/Hide B-spline control polygon


 * Sketcher_BSplineComb.svg Show/Hide B-spline curvature comb


 * Sketcher_BSplineKnotMultiplicity.svg Show/Hide B-spline knot multiplicity


 * Sketcher_BSplineApproximate.svg Convert Geometry to B-spline


 * Sketcher_BSplineIncreaseDegree.svg Increase degree


 * Sketcher_BSplineIncreaseKnotMultiplicity.svg Increase knot multiplicity


 * Sketcher_BSplineDecreaseKnotMultiplicity.svg Decrease knot multiplicity

Sketcher virtual space

 * [[Image:Sketcher SwitchVirtualSpace.png‎|32px]] Switch Virtual Space: Allows you to "hide" constraints and make them visible again. See https://forum.freecadweb.org/viewtopic.php?f=9&t=26614

Preferences

 * [[Image:Std_DlgParameter.png|32px]] Preferences...: Preferences disposable in Sketcher Tools.

Правила хорошего проектирования
Каждый пользователь CAD со временем развивает собственный способ работы, но существуют некоторые общие принципы которым полезно следовать.


 * Набором простых эскизов управлять легче чем одним сложным. Например, первый эскиз был создан как основа для 3D функционала (как основа для вытягивания или вращения) тогда как второй содержит все отверстия или вырезы(карманы). Некоторые элементы могут быть опущены, чтобы позже их можно было реализовать трехмерными функциями. Вы можете выбирать, избежать скруглений в вашем эскизе если их слишком много, и добавить их с помощью трехмерной функции.
 * Всегда создавайте замкнутый профиль, или ваш эскиз не будет создавать твердых тел, а скорее набор открытых граней. Если вы не хотите чтобы некоторые объекты были включены в создаваемое твердое тело, превратите их в вспомогательные элементы с помощью инструмента Конструкционный режим(Construction Mode).
 * Используйте функцию автоматического ограничения, чтобы уменьшить количество ограничений введенных вручную.
 * Как правило, с начала применяют геометрические ограничения, затем размерные ограничения и в конце блокируют эскиз. Но помните: правила существуют для того чтобы их нарушать. Если у вас возникли проблемы при во время управления вашим эскизом, полезно будет ограничить сперва несколько объектов, до полного задания всего эскиза.
 * Если это возможно,на центр вашего эскиза в точке (0,0) заблокируйте ограничением. Если ваш эскиз не симметричен, расположите одну из его точек в центре(0,0), или выберете красивые округленные числа для блокировки на расстоянии. В v0.12, внешние ограничения (ограничивающие эскиз с помощью существующей 3D геометрии , такой как ребра или другие эскизы) не реализованы. Это означает, для того чтобы расположить следующую геометрию эскиза относительно вашего первого эскиза, вам надо вручную ввести расстояние относительно вашего первого эскиза. И блокировка ограничением в точке (25,75) от начала координат, гораздо удобней чем (23.47,73.02).

Учебники

 * Sketcher Tutorial
 * Sketcher tutorial для начинающих
 * Sketcher Micro Tutorial - Constraint Practices