Sketcher Micro Tutorial - Constraint Practices/de

Veranlassung
Diese Kurzanleitung ist die schriftliche Kurzdarstellung einer Diskussion im Freecad-Forum über die Parametrisierung einer Zeichnung. Sie ist als ein erster, kurz gefasster Einstieg in die Eigenschaft von FreeCAD als parametrisches 3D-CAD-System gedacht.

This tutorial was originally written by Quick61, and it was rewritten and reillustrated by vocx.

This tutorial is designed to help the new user become familiar with the best practices of constraining a Sketch in the workflow of the Sketcher Workbench.

Parametrisierung
Parametrisieren in einem CAD-System heißt, die geometrischen Eigenschaften einer Figur oder eines Körpers verallgemeinert als variable Größen (Parameter) mit jeweiligem Namen und momentanen Wert getrennt von Figur/Körper zu erfassen und zu verwalten. Das Erstellen dieser Parameter wird als Be- oder Einschränken (to constrain) der Eigenschaften verstanden.

Vermaßen führt zu dimensionellem Beschränken (dimensional constrain), während der Bezug auf geometrische Grundformen und Zusammenhänge als geometrisches Beschränken (geometric constrain) bezeichnet wird.

Die Behandlung der geometrischen Beschränkungen (geometric constraints) im FreeCAD-Programm ist einfacher als die der dimensionellen Beschränkungen (dimensional constraints).

Im folgenden werden unterschiedliche Parametrisierungen in einer Zeichnung mit einem Quadrat vorgenommen und miteinander verglichen. Das Quadrat wurde mit dem Werkzeug Linienzug (Polyline)  gezeichnet.

Anmerkung: Mit dem Werkzeug Rechteck  könnte ein bereits "fertiges" Quadrat, dass bereits mehrere geometrische Beschränkungen enthält, gezeichnet werden.

It is preferable to use a in place of a dimensional one if possible. This has to do with the internal workings of the Sketcher's constraint solver.

Setup
1. Open FreeCAD, create a new empty document with.
 * 1.1. Switch to the Sketcher Workbench from the workbench selector, or the menu.

Some actions to remember:
 * Press the right mouse button, or press in the keyboard once, to deselect the active tool in edit mode.
 * To exit the sketch edit mode, press the button in the task panel, or press  twice in the keyboard.
 * To enter again edit mode, double click on the sketch in the tree view, or select it, and then click on.

Create a sketch
2. Click on.
 * 2.1. Choose the sketch orientation, that is, one of the base XY, XZ, or YZ planes. We will use the default plane and options.
 * 2.2. Click to start constructing the sketch.

in the task panel expand the section, and make sure the  option is disabled. Also turn off the grid snap, and hide the grid.

Erster Ansatz
Das erste Bild zeigt die vollständig beschränkte Zeichnung eines Quadrats, wobei ausschließlich dimensionelle Beschränkungen verwendet wurden:
 * horzontale Distanz [[Image:Constraint_HorizontalDistance.png‎|16px]]
 * vertikale Distanz [[Image:Constraint_VerticalDistance.png|16px]]

Anmerkung: Außer den Abmessungen des Quadrats ist auch seine Lage relativ zum xy-Koordinatensystem (in Quadrat-Mitte) angegeben, denn eine FreeCAD-Zeichnung ist erst auf diese Weise vollständig bestimmt/beschränkt.

3. We will draw a fully constrained square, centered at the origin.
 * 3.1. Click on, then trace four lines in the general shape of a rectangle around the origin.




 * 3.2. Select one horizontal line, and press, then enter.
 * 3.3. Select the other horizontal line, and repeat the constraint with the same distance.
 * 3.4. Select one vertical line, and press, then enter.
 * 3.5. Select the other vertical line, and repeat the constraint with the same distance.
 * 3.6. Select one bottom corner point (a), and the origin of the sketch, and press, then enter.
 * 3.7. Select the top corner point (b) above the previous corner point (a), and the origin of the sketch, and repeat the horizontal constraint with the same distance.
 * 3.8. Select the other bottom corner point (c), and the origin of the sketch, and press, then enter.
 * 3.9. Select the top corner point (b) again, and the origin of the sketch, and repeat the vertical constraint with the same distance.



Looking at the section in the task panel, we see that the constraints are too many; they also clutter the view of the sketch. These constraints are also computationally intensive for the solver; while this is not an issue with a simple shape, it can become one with more complex shapes.

Ein für die Programmarbeit besserer Ansatz
Das nächste Bild zeigt das gleiche Quadrat, wobei diesmal neben dimensionalen auch auch geometrische Beschränkungen angewendet wurden, nämlich
 * Horizontalität [[Image:Constraint_Horizontal.png|16px]] und
 * Vertikalität [[Image:Constraint_Vertical.png|16px]].

Wie man sehen kann, wurde die Gesamtanzahl an dimensionalen Beschränkungen durch den Einsatz  geometrischer Beschränkungen reduziert.

4. We will draw the same square fully constrained, and centered at the origin. When you create the new sketch, make sure the option is disabled.
 * 4.1. Click on, then trace four lines in the general shape of a rectangle around the origin.
 * 4.2. Select one horizontal line, and press.
 * 4.3. Select the other horizontal line, and repeat the constraint.
 * 4.4. Select one vertical line, and press.
 * 4.5. Select the other vertical line, and repeat the constraint.




 * 4.6. Select one horizontal line, and press, then enter . We see that the other horizontal line changes size at the same time.
 * 4.7. Select one vertical line, and press, then enter . We see that the other vertical line changes size at the same time.
 * 4.8. Select one bottom corner point (a), and the origin of the sketch, and press, then enter.
 * 4.9. Select the top corner point (b) above the previous corner point (a), and the origin of the sketch, and press, then enter.



This is a better constrained sketch than the first one. The horizontal and vertical geometric constraints allow us to use fewer datum constraints, so our sketch looks less cluttered.

Optimaler Ansatz
Im letzten Bild ist nur noch eine dimensionelle Beschränkung vorhanden, alle anderen Beschränkungen sind geometrisch. Dies ist der beste Weg, um eine zeichnung zu beschränken. Bei einfachen Beispielen, wie diesem macht das zwar keinen großen Unterschied, aber bei größeren und komplexeren Zeichnungen wird sich diese Vorgehensweise als sehr vorteilhaft erweisen. Die hier zusätzlich verwendeten geometrischen Beschränkungen sind
 * Gleichheit [[Image:Constraint_EqualLength.png|16px]] und
 * Symmetrie [[Image:Constraint_Symmetric.png|16px]].

5. We will draw the same square fully constrained, and centered at the origin. When you create the new sketch, make sure the option is disabled.
 * 5.1. Click on, then trace four lines in the general shape of a rectangle around the origin.
 * 5.2. Select one horizontal line, and press.
 * 5.3. Select the other horizontal line, and repeat the constraint.
 * 5.4. Select one vertical line, and press.
 * 5.5. Select the other vertical line, and repeat the constraint.




 * 5.6. Select one bottom corner point (a), then the top corner point that is diagonally opposite, and then the origin of the sketch; then press . The two selected points will be equidistant from the origin.
 * 5.7. Select two adjacent sides of the rectangle (connected at one corner), and press . Notice that due to the symmetry of the corner points, all sides are now of the same size.




 * 5.8. Select one horizontal line, and press, then enter . Due to the symmetric and length equality constraints previously added, we see that all sides become equal at the same time.



This is the best way to constrain this sketch, as we only used one datum (dimensional) constraint.

Siehe auch
Arbeitsbereich Zeichnen (sketcher)