Sketcher Workbench/it

L'ambiente Sketcher serve a creare delle geometrie 2D destinate ad essere utilizzate nel modulo PartDesign per produrre oggetti Parte o in altri moduli, come ad esempio in  Architettura.

In genere, una geometria 2D è il punto di partenza per la maggior parte dei modelli CAD. Un semplice schizzo 2D può essere estruso per creare una forma 3D; altri schizzi 2D possono essere usati per creare delle tasche in questa forma e ulteriori schizzi possono essere utilizzati per definire delle estrusioni sulla superficie dell'oggetto 3D.

Assieme alle Operazioni booleane lo schizzo costituisce la base per generare il progetto di una forma solida.

L'ambiente Sketcher mette a disposizione i vincoli. Consente di vincolare le forme 2D a precise definizioni geometriche. Un solutore dei vincoli calcola la quantità di vincoli applicati alla geometria 2D e permette l'esplorazione interattiva dei gradi di libertà dello schizzo.

Un buon esempio di utilizzo dello schizzo si trova nel forum francese in: Patte à l'aide du sketcher, Création d'une cavité dans la Patte. In italiano, nella sezione Esercitazioni, è descritto uno schizzo vincolato.

Uno schizzo base, completamente vincolato‎.

Nozioni di base sugli schizzi vincolati
Per spiegare come funziona il modulo Sketcher, è utile fare un confronto con il modo tradizionale di disegnare.

Disegno tradizionale
Il modo tradizionale di disegno CAD è derivato dal vecchio tavolo da disegno. Le viste ortogonali 2D sono disegnate manualmente e finalizzate alla produzione di disegni tecnici (noti anche come dettagli o particolari). Gli oggetti sono disegnati esattamente con le loro forme, misure o dimensioni previste. Per tracciare una linea orizzontale lunga 100 mm a partire dal punto (0,0), si attiva lo strumento linea, si fa clic sullo schermo o si inserisce le coordinate (0,0) per il primo punto, poi si fa un secondo clic o si inserisce il secondo punto di coordinate (100,0). Oppure, si costruisce una linea base senza riguardo alla sua posizione e in seguito la si sposta. Dopo aver disegnato le geometrie si aggiungono le dimensioni.

Schizzo vincolato
Lo strumento Sketcher si allontana da questa logica. Non è più necessario disegnare gli oggetti esattamente come sono desiderati, perché è possibile ridefinirli in seguito tramite i vincoli. È possibile disegnare liberamente gli oggetti e dopo, fintanto che non vengono vincolati, modificarli. Sostanzialmente, essi sono flottanti, quindi si possono spostare, allungare, scalare, e così via. Questo permette una grande flessibilità nel processo di progettazione.

Cosa sono i vincoli?
Invece delle dimensioni, i vincoli vengono utilizzati per limitare i gradi di libertà di un oggetto. Ad esempio, una linea senza vincoli ha 4 gradi di libertà (DOF Degrees Of Freedom): essa può essere spostata orizzontalmente o verticalmente, può essere allungata, e può essere ruotata.

Applicando a una linea un vincolo orizzontale o verticale, oppure un vincolo angolare (rispetto ad un'altra linea o ad uno degli assi) si limita la sua capacità di ruotare, lasciandola quindi con solo 2 gradi di libertà. Bloccando uno dei suoi punti rispetto all'origine si rimuove un ulteriore grado di libertà. Applicando un vincolo dimensionale si rimuove l'ultimo grado di libertà. A questo punto, la linea è quindi considerata completamente vincolata.

Più oggetti possono essere vincolati tra di loro. Due linee possono essere unite attraverso uno dei loro punti con il vincolo punto coincidente. Tra due linee si può impostare un angolo, oppure impostarle perpendicolari. Una linea può essere tangente ad un arco o a un cerchio, e così via. Per vincolare uno schizzo complesso, con più oggetti, sono possibili diverse soluzioni, e renderlo completamente vincolato significa che almeno una di queste è stato raggiunta in base ai vincoli applicati.

Ci sono due tipi di vincoli: geometrici e dimensionali. Essi sono descritti nella successiva sezione dedicata agli strumenti.

I vincoli sono controllati dal solutore

Uso corretto dell'ambiente Sketcher
Il modulo Sketcher non è pensato per produrre disegni dettagliati in 2D. Dopo che gli schizzi sono stati utilizzati per generare una forma solida vengono automaticamente nascosti. I vincoli (la quotatura dei vincoli e i segni grafici di vincolo) sono visibili solo in modalità Modifica sketch.

Se serve solo produrre delle viste 2D per la stampa e non si intende creare dei modelli 3D, si può utilizzare l'ambiente Draft che permette anche di creare delle geometrie 2D non ancora disponibili in Sketcher, come le B-Spline o i Poligoni.

Sketching Workflow
Uno Sketch è sempre in 2 dimensioni (2D). Per creare un solido, viene creato prima lo schizzo 2D di una singola area chiusa e poi essa viene estrusa o rivoluzionata per aggiungere la terza dimensione, creando un solido 3D dallo schizzo 2D.

Se lo schizzo contiene dei segmenti che si intersecano, punti non collocati esattamente su un segmento, o punti finali di segmenti adiacenti che non sono coincidenti, l'operazione di Pad o di Rivoluzione non crea un solido. Come eccezione, questa regola non si applica alla geometria di costruzione (linee blu).

All'interno dell'area racchiusa si possono avere delle piccole aree non sovrapposte. Queste diverranno dei "vuoti" quando si crea il solido 3D.

Gli strumenti
Gli strumenti dell'Ambiente Sketcher si trovano nel menu che appare quando si carica questo ambiente.


 * [[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: v0.18 and above 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: It allows you to check if there are in the tolerance of different points and to match them.


 * [[Image:Sketcher MergeSketch.png‎|32px]] Merge sketches: Merge two or more sketches. [v 0.15]


 * [[Image:Sketcher MirrorSketch.png‎|32px]] Mirror sketch: Mirror a sketch along the x-axis, the y-axis or the origin [v 0.16]

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.


 * [[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_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_Conics.png|32px]] Create a conic:
 * [[Image:Sketcher_CreateEllipse.png|32px]] Ellipse by center : Draws an ellipse by center point, major radius point and minor radius point. (v0.15)
 * [[Image:Sketcher_CreateEllipse_3points.png|32px]] Ellipse by 3 points : Draws an ellipse by major diameter (2 points) and minor radius point. (v0.15)
 * [[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. (v0.15)
 * [[Image:Sketcher_Hyperbolic_Arc.png|32px]] Arc of hyperbola: Draws an arc of hyperbola. (v0.17)
 * [[Image:Sketcher_Parabolic_Arc.png|32px]] Arc of parabola: Draws an arc of parabola. (v0.17)


 * [[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_CreateTriangle.png|32px]] Triangle: Draws a regular triangle inscribed in a construction geometry circle. (v0.15)


 * [[Image:Sketcher_CreateSquare.png|32px]] Square: Draws a regular square inscribed in a construction geometry circle. (v0.15)


 * [[Image:Sketcher_CreatePentagon.png|32px]] Pentagon: Draws a regular pentagon inscribed in a construction geometry circle. (v0.15)


 * [[Image:Sketcher_CreateHexagon.png|32px]] Hexagon: Draws a regular hexagon inscribed in a construction geometry circle. (v0.15)


 * [[Image:Sketcher_CreateHeptagon.png|32px]] Heptagon: Draws a regular heptagon inscribed in a construction geometry circle. (v0.15)


 * [[Image:Sketcher_CreateOctagon.png|32px]] Octagon: Draws a regular octagon inscribed in a construction geometry circle. (v0.15)


 * [[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.


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


 * [[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: v0.17 and above 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. (v 0.15)


 * [[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 Constraint: Toggles the toolbar or the selected constraints to/from reference mode. v0.16

Sketcher tools

 * Sketcher SelectElementsWithDoFs.svg Select solver DOFs: v0.18 and above 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 [v 0.15]


 * [[Image:Sketcher ConnectLines.png‎|32px]] Connect Edges: Connect sketcher elements by applying coincident constraints to endpoints [v 0.15]


 * [[Image:Sketcher SelectConstraints.png‎|32px]] Select Constraints: Selects the constraints of a sketcher element [v 0.15]


 * [[Image:Sketcher SelectOrigin.png‎|32px]] Select Origin: Selects the origin of a sketch [v 0.15]


 * [[Image:Sketcher SelectVerticalAxis.png‎|32px]] Select Vertical Axis: Selects the vertical axis of a sketch [v 0.15]


 * [[Image:Sketcher SelectHorizontalAxis.png‎|32px]] Select Horizontal Axis: Selects the horizontal axis of a sketch [v 0.15]


 * [[Image:Sketcher SelectRedundantConstraints.png‎|32px]] Select Redundant Constraints: Selects redundant constraints of a sketch [v 0.15]


 * [[Image:Sketcher SelectConflictingConstraints.png‎|32px]] Select Conflicting Constraints: Selects conflicting constraints of a sketch [v 0.15]


 * [[Image:Sketcher SelectElementsAssociatedWithConstraints.png‎|32px]] Select Elements Associated with constraints: Select sketcher elements associated with constraints [v 0.15]


 * Sketcher Element Ellipse All.svg Show/hide internal geometry: Toggles the visibility of internal geometry of ellipses, arcs of hyperbola and parabola and B-splines.


 * 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 [v 0.16]


 * [[Image:Sketcher Clone.png‎|32px]] Clone: Clones a sketcher element [v 0.16]


 * [[Image:Sketcher Copy.png‎|32px]] Copy: Copies a sketcher element [v 0.16]


 * Sketcher_Move.svg Move: v0.18 and above 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 [v 0.16]


 * Sketcher Element SelectionTypeInvalid.svg Delete All Geometry: v0.18 and above Deletes all geometry from the sketch.


 * Sketcher Element SelectionTypeInvalid.svg Delete All Constraints: v0.18 and above 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: v0.17 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.

Migliori pratiche
Ogni utente CAD, nel corso del tempo, sviluppa un proprio modo di lavorare, ma ci sono alcuni criteri generali che è utile seguire.


 * Una serie di schizzi semplici è più facile da gestire rispetto a un unico schizzo molto complesso. Ad esempio, si può creare un primo schizzo per produrre (con una estrusione o una rivoluzione) la forma 3D di base, poi un secondo schizzo per eseguire i fori o le aperture (tasche). Alcuni dettagli possono essere omessi e realizzati in seguito come operazioni 3D. È possibile decidere di evitare gli smussi nel disegno, se ce ne sono troppi, e aggiungerli dopo come caratteristica 3D.
 * Creare sempre un profilo chiuso altrimenti il disegno non produrrà un solido, bensì una serie di facce aperte. Quando si desidera escludere alcuni oggetti nella creazione del solido, trasformarli in elementi di costruzione con lo strumento Modalità costruzione.
 * Utilizzare la funzione Vincoli automatici per ridurre il numero di vincoli da inserire manualmente.
 * Come regola generale, si applicano prima i vincoli geometrici, poi i vincoli dimensionali, e infine si blocca il disegno. Da ricordare: le regole sono fatte per essere infrante. Quando ci sono difficoltà nel manipolare il disegno, può essere utile vincolare alcuni oggetti prima di completare il profilo.
 * Se possibile, centrare il disegno nell'origine (0,0) con il vincolo Blocca. Se il disegno non è simmetrico, posizionare uno dei suoi punti nell'origine, o scegliere una cifra tonda semplice per le distanze di blocco. Nella versione v0.12, i vincoli esterni (vincoli rispetto a geometrie 3D esistenti come a bordi o altri schizzi) non sono ancora implementati. Questo significa che per collegare i disegni successivi alla geometria del primo schizzo, si devono impostare manualmente le distanze relative al primo disegno. Un vincolo di blocco (25,75) dall'origine è più facile da ricordare che (23.47,73.02).
 * Se c'è la possibilità di scegliere tra il vincolo lunghezza Constraint_Length.png e il vincolo distanza orizzontale Constraint_HorizontalDistance.png o distanza verticale Constraint_Vertical.png, preferire questi ultimi. I vincoli di distanza orizzontale e verticale sono computazionalmente più economici.
 * In generale, i vincoli migliori da utilizzare sono: Orizzontale e Verticale, Lunghezza Orizzontale e Verticale, Tangente nel punto. Se possibile, limitare l'uso di questi vincoli: Lunghezza generica, Tangenza Edge-to-edge, Punto su linea; Simmetria.

Tutorial

 * Sketcher Tutorial
 * Sketcher tutorial di base
 * Sketcher Micro Tutorial - Pratica con i vincoli

Le Proprietà
A differenza di quello che succede in altri ambienti, dove è possibile intervenire su singoli componenti, nell'ambiente Sketcher le proprietà sono applicate in modo globale a tutto il disegno. Ad esempio, applicando una traslazione si sposta tutto lo schizzo. Le proprietà delle sue geometrie, quali vincoli e dimensioni, si possono cambiare solo in modalità Modifica sketch.