Arbeitsbereich Sketch (Skizzieren)

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Workbench Sketcher.svg

Einleitung

Der Arbeitsbereich Skizzen wird verwendet, um 2D Geometrien für den Gebrauch im Arbeitsbereich PartDesign, Arbeitsbereich Architektur und anderen Arbeitsbereichen zu erstellen. Prinzipiell gilt eine 2D Zeichnung als Anfangspunkt der meisten CAD Modelle, da eine 2D Skizze "extrudiert" werden kann um eine 3D Form zu erzeugen; Zusätzlich können 2D Skizzen verwendet werden um andere Funktionen wie Taschen, Kanten oder Extrusionen auf den zuvor erstellten 3D Formen zu erstellen.

Zusammen mit boolschen Operationen, definiert im Arbeitsbereich Part, bildet der Sketcher (Skizzieren) die Grundlage der der konstruktive Festkörpergeometrie (CSG) Methode für das Erstellen von Volumenkörpern. Zusammen mit den Abläufen des Arbeitsbereichs PartDesign bildet der Sketcher ebenso die Grundlage der Methodik feature editing zum erstellen von Geometrieelementen um Volumenkörper zu erzeugen.

Der Arbeitsbereich Sketch (Skizzen) bietet Beschränkungen (engl.: constraints), die es erlauben 2D-Formen gemäß präzisen geometrischen Vorgaben in Bezug auf Länge, Winkel und Verknüpfungen (Horizontalität, Vertikalität, Rechtwinkligkeit, etc.) zu folgen. Ein Beschränkungs-Löser berechnet die beschränkte Ausdehnung der 2D-Geometrie und ermöglicht die interaktive Untersuchung von Freiheitsgraden der Skizze.

FC ConstrainedSketch.png

Eine vollständig bestimmte bzw. beschränkte Skizze‎


Grundlagen des Skizzierens mit Beschränkungen

Um zu erklären, wie der Skizzierer arbeitet, ist es sinnvoll, das Vorgehen mit der traditionellen Art des Entwerfens zu vergleichen.

Traditionelles Skizzieren

Die traditionelle Art der CAD-Zeichnung entstammt dem alten Zeichnen auf dem Reißbrett [1]. [2]. Orthogonale Ansichten (2D) wurden von Hand gezeichnet, vorgesehen um technische Zeichnungen (auch bekannt als Blaupause) zu erstellen. Objekte wurden genau in der gewünschten Größe und der gewünschten Abmessung gezeichnet. Um eine horizontale Linie der Länge 100 mm beim Startpunkt (0,0) zu zeichnen, wird das Werkzeug Linie angewählt, und entweder im Bild angeklickt oder die (0,0)-Koordinaten des ersten Punktes eingegeben, dann ein zweiter klick oder die Koordinaten (100,0) des zweiten Punktes eingegeben. Oder die Linie wird gezeichnet, ungeachtet ihrer Position und anschliessend bewegt. Wenn das Zeichnen Ihrer Geometrien fertiggestellt ist, werden die Abmessungen zugewiesen.

Skizzieren mit Beschränkungen

Der Skizierer entfernt sich von dieser Logik. Objekte müssen nicht genau so gezeichnet werden, wie Du es beabsichtigst, weil diese später durch Beschränkungen festgelegt werden. Objekte können grob gezeichnet werden, und solange sie nicht beschränkt wurden, können diese verändert werden. Tatsächlich sind sie dabei schwebend und können verschoben, gestreckt, gedreht, skaliert, usw. werden. Das gibt dem Entwurfsprozess große Flexibilität.

Was sind Beschränkungen?

An Stelle von Abmessungen werden Beschränkungen verwendet, um die Freiheitsgrade eines Objektes zu begrenzen. Beispielsweise besitzt eine Linie ohne Beschränkung 4 Freiheitsgrade (engl. degrees of freedom, kurz df oder dof): Sie kann horizontal oder vertikal verschoben, sie kann gestreckt, oder rotiert werden.

Anwenden einer horizontalen oder vertikalen Beschränkung oder einer Winkelbeschränkung (relativ zu einer anderen Linie oder zu einer der Achsen), schränkt seine Fähigkeit zu rotieren ein, so daß 3 Freiheitsgrade übrig bleiben. Das Festsetzen einer der Punkte mit Bezug zum Ursprung entfernt weitere 2 Freiheitsgrade. Und das Anwenden einer Massbeschränkung entfernt den letzten Freiheitsgrad. Die Skizze ist dann vollständig eingeschränkt.

Mehrere Objekte können untereinander beschränkt werden. Zwei Linien können durch eine Koinizidenzbeschränkung durch einen ihrer Punkte hindurch verbunden werden. Ein Winkel kann zwischen ihnen festgelegt werden oder sie können senkrecht zueinander plaziert werden. Eine Linie kann tangential zu einem Kreisbogen oder einem Kreis sein, usw.. Eine aufwendige Skizze mit mehreren Objekten wird eine Reihe verschiedener Lösungen besitzen. Und um die Skizze vollständig zu beschränken bedeutet, dass basierend auf den angewendeten Beschränkungen, nur eine der möglichen Lösungen erreicht wurde.

Es gibt zwei Arten der Beschränkung: geometrisch und maßlich. Sie sind im Abschnitt 'Die Werkzeuge', weiter unten ausführlich beschrieben.

Wofür der Sketcher nicht geeignet ist

Der Sketcher ist nicht für die Herstellung von 2D Blaupausen vorgesehen. Sobald Skizzen verwendet werden, um ein Volumenkörper Merkmal zu erzeugen, werden sie automatisch verborgen. Beschränkungen sind nur im Sketch Bearbeitungsmodus sichtbar.

Falls nur 2D-Ansichten zum Ausdrucken erzeugt werden sollen und keine 3D-Modelle erstellen möchten, dann probiere den Draft Arbeitsbereich aus. Anders als Sketcher Elemente, verwenden Draft Objekte keine Beschränkungen; sie sind einfache Formen die im Augenblick der Erstellung definiert werden. Sowohl Draft und Sketcher können zum zeichnen von 2D Geometrien und zum Erzeugen von 3D Volumenkörpern verwendet werden, obwohl ihre bevorzugte Verwendung unterschiedlich ist; der Sketcher wird normalerweise mit dem Part Arbeitsbereich und PartDesign Arbeitsbereich verwendet um Volumenkörper zu erzeugen; Draft wird normalerweise verwendet für einfache ebene Zeichnungen über einem Netz, so wie beim Zeichnen eines Architektur Grundrisses; in diesen Situationen wird Draft hauptsächlich zusammen mit dem Arch Workbench verwendet. Das Werkzeug Draft2Sketch wandelt ein Draft Objekt in ein Sketch Objekt, und umgekehrt; Viele Werkzeuge, die ein 2D-Element als Vorleistung benötigen, arbeiten mit beiden Objekttypen, da eine interne Konversion automatisch erfolgt.

Arbeitsablauf Skizzieren

ine Skizze ist stets zweidimensional (2D). Um einen Volumenkörper zu erzeugen, wird eine 2D Skizze eines einzelnen eingeschlossenen Bereichs erstellt und dann entweder aufgepolstert oder gedreht, um die dritte Dimension hinzuzufügen um einen 3D Volumenkörper aus einer 2D-Skizze zu erzeugen.

Wenn eine Skizze Segmente besitzt, die einander überschneiden, Stellen an denen ein Punkt nicht direkt auf einem Segment liegt, oder Stellen an denen Lücken zwischen Endpunkten angrenzender Segmente existieren, Aufpolstern oder Rotieren wird keine Festkörper erstellen.

Manchmal funktioniert eine Skizze, die sich überschneidende Linien enthält, für eine einfache Operation wie Aufpolstern, jedoch spätere Arbeitsgänge wie für lineare Muster werden fehlschlagen. Vermeide am besten die Überschneidung von Linien. Die Ausnahme von dieser Regel ist, dass sie nicht für Konstruktionsgeometrie (blau) gilt.

Die zum eigentlichen Zeichnen (Erstellen der zweidimensionalen geometrischen Grundelemente) benutzten Werkzeuge sind unter Skizziergeometrien zusmmengefasst.

Sobald eine Skizze vollständig beschränkt ist, wechselt die Skizzenerscheinung zu grün; Konstruktionsgeometrie bleibt blau. Normalerweise ist die Skizze an dieser Stelle "fertig bearbeitet" und für die Erstellung eines 3D Volumenkörpers geeignet. Sobald das Dialogfeld Skizze geschlossen ist, lohnt es sich jedoch möglicherweise, zum Part Arbeitsbereich zu gehen und Check geometry auszuführen, um sicherzustellen, dass die Skizze keine Merkmale enthält, die zu späteren Problemen führen können.

Die Werkzeuge

Die Werkzeuge des Sketch-Arbeitsbereich sind alle im Sketch-Menü zu finden, das beim Laden des Arbeitsbereichs erscheint.

  • Sketcher NewSketch.png Skizze erstellen: Erstellen einer Skizze auf einer ausgewählten Fläche oder Ebene. Falls bei der Ausführung dieses Werkzeugs keine Fläche gewählt wurde, wird der Benutzer über ein Dialogfenster zur Auswahl einer Ebene aufgefordert.

Skizziergeometrien

Dies sind Werkzeuge zum Erstellen von Objekten.

  • Sketcher CreatePoint.png Punkt: Punkt in einer Skizze erstellen.
  • Sketcher Line.png Linie: Zeichnet ein Liniensegment zwischen 2 Punkten. Linien sind in Bezug auf bestimmte Beschränkungen unendlich.
  • Einen Bogen erstellen: Dies ist ein Symbolmenü in der Sketcher-Werkzeugleiste, das die folgenden Befehle enthält:
  • Sketcher Arc.png Kreisbogen: Zeichnet einen Kreisbogen aus Mittelpunkt, Radius, Startwinkel und Endwinkel.
  • Einen Kreis erstellen: Dies ist ein Symbolmenü in der Sketcher-Werkzeugleiste, das die folgenden Befehle enthält:
  • Sketcher Circle.png Kreis: Zeichnet einen Kreis aus Mittelpunkt und Radius.

Zeichnet eine Linie aus mehreren Liniensegmenten. Drücken der Taste M während des Zeichnens einer Polylinie schaltet zwischen den verschiedenen Polylinienmodi.

  • Sketcher CreateRectangle.png Rechteck: Zeichnen eines Rechtecks aus zwei gegenüber liegenden Eckpunkte.
  • Sketcher CreateRegularPolygon.png Create Regular Polygon : Zeichnen eines regelmäßigen Polygons durch Auswahl der Anzahl der Seiten und Auswahl zweier Punkte: dem Zentrum und einer Ecke.
  • Sketcher CreateSlot.png Nut erstellen: Zeichnen eines Ovals durch Auswahl des Mittelpunkts eines Halbkreises und eines Endpunktes des anderen Halbkreises.
  • Sketcher CreateFillet.png Abrundung erstellen: Erstellt eine Abrundung zwischen zwei Linien, die an einem Punkt verbunden sind. Wähle beide Linien oder

klicke auf den Eckpunkt, aktiviere dann das Werkzeug.

  • Sketcher Trimming.png Kante zuschneiden: Beschneidet eine Gerade, einen Kreis oder Kreisbogen mit Bezug zum angeklickten Punkt.
  • Sketcher Extend.svg Extend: Dehnt eine Linie oder einen Kreisbogen zu einer Grenzlinie, einem Bogen, einer Ellipse, einem Ellipsenbogen oder einem Raumpunkt. verfügbar in Version 0.17
  • Sketcher ToggleConstruction.png Konstruktionsmodus: Schaltet die Skizzengeometrie vom/ zum Konstruktionsmodus um. Konstruktionsgeometrie wird in Blau angezeigt und außerhalb des Skizziermodus verworfen.

Skizzierbeschränkungen

Beschränkungen werden benutzt, um Längen zu definieren, Regeln zwischen Skizzenelementen aufzustellen und die Skizze entlang der vertikalen und horizontalen Achsen festzulegen. Einige Beschränkungen benötigen die Verwendung von Hilfsbeschränkungen.

Gometrische Beschränkungen

Diese Beschränkungen sind nicht mit nummerischen Daten verknüpft.

Anheften eines Punktes (koinzident mit) einem oder mehreren anderen Punkten.

Fügt einen Punkt einem anderen Objekt hinzu, z. B. einer Linie, einem Kreisbogen oder einer Achse.

  • Constraint Vertical.png Vertical: Beschränkt die ausgewählten Linien oder Polylinienelemente auf eine echte vertikale Ausrichtung. Vor dem Anwenden dieser Einschränkung kann mehr als ein Objekt ausgewählt werden.
  • Constraint Horizontal.png Horizontal: Beschränkt die ausgewählten Linien oder Polylinienelemente auf eine echte horizontale Ausrichtung. Vor der Anwendung dieser Beschränkung kann mehr als ein Objekt ausgewählt werden.
  • Sketcher ConstrainParallel.png Parallel: Beschränkt zwei oder mehr Linien parallel zueinander.
  • Sketcher ConstrainPerpendicular.png Perpendicular: Beschränkt zwei Linien senkrecht zueinander oder eine Linie senkrecht zu einem Kreisbogenendpunkt.
  • Constraint Tangent.png Tangent: Erzeugt eine Tangenten-Beschränkung zwischen zwei ausgewählten Objekten oder eine kollineare Beschränkung zwischen zwei Liniensegmenten. Ein Liniensegment muss nicht direkt an einem Kreis oder Kreisbogen liegen, um tangential beschränkt zu diesem Kreis oder Kreisbogen zu werden.
  • Sketcher ConstrainEqual.png Equal Length: Beschränkt zwei ausgewählte Objekte zueinander gleichgesetzt. Bei Verwendung mit Kreisen oder Bögen werden deren Radien gleich gesetzt.
  • Sketcher ConstrainSymmetric.png Symmetrie festlegen: Beschränkt zwei Punkte symmetrisch um eine Linie oder beschränkt die ersten zwei gewählten Punkte symmetrisch um einen dritten gewählten Punkt.

Dimensionale Beschränkungen

Sie werden mit nummerischen Daten in Verbindung gebracht. Dazu kann man Expressions verwenden. Die Daten können aus einer Tabelle, Arbeitsbereich Tabelle entnommen werden. Dies sind Beschränkungen zugeordnet zu numerischen Daten, für die die Begriffe expressions verwendet werden können. Die Daten können aus einer Tabelle entnommen werden.

Beschränkt das ausgewählte Element, in dem vertikale und horizontale Abstände relativ zum Ursprung festgelegt werden, wodurch die Position dieses Elements gesperrt wird. Diese Beschränkungsabstände können später bearbeitet werden.

  • Sketcher ConstrainDistanceX.png Horizontalen Abstand festlegen: Legt den horizontalen Abstand zwischen zwei Punkten oder Linienendpunkten fest. Wenn nur ein Element ausgewählt ist, wird der Abstand zum Ursprung festgelegt.
  • Sketcher ConstrainDistanceY.png Vertikalen Abstand festlegen: Legt den vertikalen Abstand zwischen 2 Punkten oder Linienendpunkten fest. Wenn nur ein Element ausgewählt ist, wird der Abstand zum Ursprung festgelegt.
  • Sketcher ConstrainDistance.png Distanz festlegen: Definiert den Abstand einer ausgewählten Linie durch Beschränken ihrer Länge oder definiert den Abstand zwischen zwei Punkten durch Beschränken des Abstands zwischen ihnen.
  • Sketcher ConstrainRadius.png Radius festlegen: Definiert den Radius eines ausgewählten Kreisbogens oder Kreises durch Beschränkung des Radius.
  • Constraint InternalAngle.png Winkel festlegen: Definiert den Innenwinkel zwischen zwei ausgewählten Linien.
  • Constraint InternalAlignment.png Internal Alignment: Richtet ausgewählte Elemente an der ausgewählten Form aus (z. B. eine Linie, die zur Hauptachse einer Ellipse wird).

Skizzierer Werkzeuge


  • Sketcher Element Ellipse All.png Show/Hide internal geometry: Erstellt fehlende/ löscht nicht benötigte interne Geometrie einer ausgewählten Ellipse, eines Ellipsen-/ Hyperbel-/ Parabel- oder B-Spline-Bogens.

Skizze B-spline Werkzeuge

Sketcher Virtueller Raum

Einstellungen

  • Std DlgParameter.png Preferences: Einstellungen des Arbeitsbereich Skizzieren.

Bewährte Vorgehensweisen

Jeder CAD Benutzer entwickelt im Laufe der Zeit seine eigene Arbeitsweise, aber es gibt einige nützliche allgemeine Grundsätze, die zu befolgen sind.

  • Eine Reihe einfacher Skizzen ist einfacher handzuhaben als eine komplexe einzelne Skizze. Beispielsweise kann eine erste Skizze für die grundlegenden 3D Funktionen (entweder ein aufpolstern oder ein drehen) erstellt werden, während eine zweite Skizze Löcher oder Ausschnitte (Taschen) enthalten kann. Einige Details können weggelassen werden, um später als 3D Funktionen realisiert zu werden. Sie können wählen, dass Verrundungen in Ihrer Skizze vermieden werden, wenn zu viele vorhanden sind, und diese als 3D Funktionen hinzugefügt werden.
  • Erstelle immer ein geschlossenes Profil, da Deine Skizze keinen Volumenkörper, sondern eine Reihe offener Seitenflächen erzeugt. Wenn Du nicht möchtest, dass einige der Objekte in die Volumenkörpererstellung einbezogen werden, können sie mit dem Konstruktionsmodus Werkzeug in Konstruktionselemente umgewandelt werden.
  • Verwende die automatische Beschränkungsfunktion, um die Anzahl der Beschränkungen zu begrenzen, die Sie manuell hinzufügen müssen.
  • Wende in der Regel zuerst geometrische und dann maßliche Beschränkungen an und sperre sie am Ende Deiner Skizze. Aber denke daran: Regeln sind dazu da, gebrochen zu werden. Wenn Probleme beim Bearbeiten Deiner Skizze auftreten, kann es hilfreich sein, zuerst einige Objekte einzuschränken, bevor Dein Profil vervollständigt wird.
  • Wenn möglich, zentriere Deine Skizze auf den Ursprung (0,0) mit der Sperr Beschränkung. Wenn Deine Skizze nicht symmetrisch ist, suche einen ihrer Punkte zum Ursprung oder wähle schöne runde Zahlen für die Verriegelungsabstände. Externe Beschränkungen (Beschränken der Skizze auf vorhandene 3D-Geometrie wie Kanten oder andere Skizzen) sind in v0.12 nicht implementiert. Dies bedeutet, dass die Abstände zur ersten Skizze manuell festgelegt werden müssen, um die Geometrie der folgenden Skizzen zur ersten Skizze festzulegen. Eine Sperrbeschränkung von (25,75) vom Ursprung kann man sich leichter merken als (23.47,73.02).
  • Wenn man die Möglichkeit hat, zwischen der Längenbeschränkung und der horizontalen oder vertikalen Abstandsbeschränkung zu wählen, bevorzuge die Letztere. Horizontale und vertikale Abstandsbeschränkungen sind rechentechnisch billiger.
  • Im Allgemeinen sind die besten Einschränkungen zur Verwendung: Horizontale und vertikale Einschränkungen; Horizontale und vertikale Längenbeschränkungen; Punkt-zu-Punkt Tangentialität. Wenn möglich, beschränke die Verwendung der folgenden: der allgemeinen Längenbeschränkung; Tangentialität von Kante zu Kante; Fixpunkt auf einer Linienbeschränkung; Symmetriebeschränkung.
  • Wenn Zweifel an der Gültigkeit einer Skizze bestehen, nachdem diese vollständig ist (Merkmale werden grün), schließe das Dialogfeld "Skizzieren", wechsle zum Arbeitbereich Part und führe das Geometrie prüfen aus.

Tutorien