Więzy wymiarowe

Przypomnijmy krok algorytmu modelowania części, który właśnie realizujemy.

Jednym z elementów składających się na parametryczność programów CAD jest system więzów geometrycznych i wymiarowych. O ile podczas nauki nakładania więzów geometrycznych (5) nie było to bezwzględnie konieczne, o tyle obecnie spre­cyzowanie pojęcia „więzy” stało się nieodzowne. Używane w kolejnych polskich wer­sjach programu pojęcia związane z więzami są, zdaniem autora, nie do przyjęcia. Wychodząc od dowolnej wersji definicji więzów sformułowanej w języku mechaniki ogólnej (np. „Więzy są to zależności ograniczające swobodę ruchu zapisane w formie niezależnych równań”), trudno doprawdy zrozumieć tok rozumowania tłumaczy pro­wadzący ich do określenia „wiązania”. Przyjmijmy następującą definicję więzów.

• Więzy są to zależności odbierające obiektom stopnie swobody.
• Możliwe jest odbieranie stopni swobody ruchu bezwzględnego oraz ruchu względnego obiektów.
• Więzy wymiarowe (4) są parametrem opisującym w sposób dynamiczny stan obiektu (długość lub kąt) i pozwalającym na zmianę tego stanu.
• Zmiana wartości więzów wymiarowych (4) powoduje zmianę zwymiarowanej odległości lub kąta, a więc i zmianę geometrii obiektów.
• Tych długości i kątów w geometrii obiektu, na które nałożono więzy wymiaro­we, nie można zmienić (7) inaczej niż przez zmianę wartości więzów.

Obiekty szkicu można także wymiarować za pomocą klasycznych, nieparametry­cznych wymiarów.

• Wymiar nieparametryczny (6) tylko mierzy i wyświetla zmierzoną wartość długości lub kąta.
• Wartości wymiaru nieparametrycznego (6) nie można zmienić przez edycję jego wartości.
• Zmiana wartości wymiaru nieparametrycznego następuje samoczynnie (8) po zmianie wartości mierzonej długości lub kąta.

W tym podręczniku będziemy starannie rozróżniać pojęcia:

− więzy wymiarowe lub po prostu więzy (parametryczne),

− wymiary (nieparametryczne),

pamiętając jednocześnie, że w polskiej wersji programu Autodesk Inventor:

− więzy to „wiązania”, „wymiary” lub „wymiary modelu”,

− wymiary to „wymiary sterowane” lub „wymiary rysunku”.

 

Technika nakładania więzów wymiarowych

Wszystkie więzy tworzone są za pomocą jednego narzędzia Wymiar (Dimension).

Identyczne są zatem także algorytmy nakładania więzów i tworzenia wymiarów nieparametrycznych (wymiarowania). Możliwe jest tworzenie:

− więzów lub wymiarów zdefiniowanych przez jeden obiekt,

− więzów lub wymiarów zdefiniowanych przez dwa obiekty,

− więzów lub wymiarów zdefiniowanych przez trzy obiekty.

O tym, jakie obiekty będziemy tworzyć, decydujemy przed lub po wybraniu narzędzia Wymiar (Dimension).

Decyzję podejmujemy, ustawiając styl tworzonego obiektu za pomocą przycisku z panelu Format.

Więzy, czyli obiekty normalne, tworzymy przy wyłączonym przycisku (1): Wymiary, czyli obiekty specjalne, tworzymy przy włączonym przycisku (2):

Uniwersalny algorytm tworzenia więzówi wymiarów nieparametrycznych jest następujący: 

• Określić kliknięciem położenie tekstu wymiarowego:  (5) 
• Jeśli nie pojawiło się okno edycji wartości, to kliknąć utworzony wymiar:  (6) 
• Wpisać wartość więzówi zatwierdzić ją klawiszem Enterlub kliknąć znak  : (7) 
• Po utworzeniu wszystkich niezbędnych więzówzakończyć operację, naciskając 
• klawisz Esc

Podczas wymiarowania należy wziąć pod uwagę następujące zasady i właściwości systemu Autodesk Inventor.

• Zmiana typu więzów (4) jest dostępna w Menu kursora tylko wtedy, gdy utwo­rzenie różnych typów więzów na wiązanych obiektach jest możliwe. Obowiązuje zasada: „Zanim wykonamy kolejny krok, szukajmy opcji w Menu kursora”.
• Aligned – oznacza więzy wzdłuż obiektu („Wyrównany” w wersji polskiej) Vertical – pionowe, Horizontal – poziome.
• Niektóre zmiany więzów możliwe są dopiero po utworzeniu, w trybie edycji.

Na rysunku pokazano różne zawartości Menu kursora dla kilku zestawów wiąza­nych obiektów.

• Obiekty pozbawione wszystkich stopni swobody (całkowicie związane) zmie­niają kolor.
• Odcinek lub łuk, które mogą zmieniać jedynie swoją długość, są także wyświe­tlane innym kolorem.
• Kolory obiektów określone są w zapisanym w rejestrze systemowym tzw. schemacie kolorów. W przypadku wybrania schematu „Prezentacja” zmiana koloru obiektu związanego jest praktycznie niewidoczna. Na czas wykonywania ćwiczeń dotyczących więzów szkicu najprościej jest zmienić schemat kolorów np. na schemat Milenium.
• W przypadku konieczności zmiany wpisanej i już zatwierdzonej wartości wię­zów należy kliknąć te więzy i poprawić ich wartość bez przerywania procesu wymiarowania.
• W przypadku konieczności zmiany położenia elementów więzów w stosunku do wiązanych obiektów należy zakończyć operację klawiszem Esc i dokonać ich edycji metodą przeciągania.
• Profil nie musi mieć żadnych więzów wymiarowych, aby możliwe było wyko­nanie za jego pomocą operacji modelowania.
• Podczas tworzenia więzów program nadaje im automatycznie nazwy składające się z litery d i kolejnej liczby naturalnej, na przykład: d0, d1 itp.
• Po usunięciu więzów ich nazwa nie jest ponownie wykorzystywana.
• Nazwy więzów (parametry) traktowane są identycznie jak parametry definiowa­ne przez użytkownika.
• Tworzone automatycznie nazwy więzów (parametry) można zmienić już po utworzeniu. Do tego celu służy narzędzie Parametry (Parameters). Jego działanie zostanie omówione w dalszej części podręcznika.
• Styl więzów można zmienić po utworzeniu, wybierając go do kolekcji i określa­jąc za pomocą listy rozwijanej Styl (Style) odpowiedni styl.

 

Ćwiczenia - więzy wymiarowe

• Zamknąć okna wszystkich plików bez zapisywania zmian
• Otworzyć plik projektu: 1-Więzy.ipt
• Zapisać plik na dysku jako: R.ipt
• Zastąpić istniejący plik o tej samej nazwie
• Za pomocą narzędzi: Patrz na (Look At) oraz Powiększ wszystko (Zoom All) wywołać widok z góry na płaszczyznę ceownika
• Zmniejszyć nieco powiększenie za pomocą narzędzia Powiększ (Zoom)

• Zainicjować edycję szkicu: Ceownik

Zarys ceownika poddany jest działaniu więzów geometrycznych widocznych na rysunku 1. Teraz wprowadzimy więzy wymiarowe pokazane na rysunku 2. Odbierze­my w ten sposób zarysowi ceownika pozostałe stopnie swobody nieodebrane przez więzy geometryczne.

Więzy zdefiniowane przez jeden obiekt

Z położonego na karcie Szkic (Sketch) panelu „Wiązanie” (Constrain) wybrać przycisk narzędzia Wymiar (Dimension) (D)

• Kliknąć odcinek 3
• Kliknąć punkt 4
• Wpisać wartość więzów: 100 i zatwierdzić klawiszem Enter

• Nie przejmować się innym niż na rysunku, zapewne chaotycznym, rozmieszczeniem więzów.
• W analogiczny sposób utworzyć więzy od 5 do 8. Nie przerywać operacji nakładania więzów.
• Nie zamykać pliku! Przejść do dalszych ćwiczeń. 

Więzy zdefiniowane przez dwa obiekty

Kontynuujmy proces nakładania więzów!

• Kliknąć punkt 9
• Kliknąć odcinek 10
• Kliknąć punkt 11
• Wpisać wartość więzów: 45 i zatwierdzić klawiszem Enter
• Kliknąć punkt 12
• Kliknąć odcinek 10
• Kliknąć punkt 13
• Wpisać wartość więzów: 30 i zatwierdzić klawiszem Enter. Efekt jest widoczny na rysunku 14
• Zakończyć operację, naciskając klawisz Esc
• Przeciągając teksty wymiarowe za pomocą kursora (15), doprowadzić więzy do położenia jak na rysunku 14.

 

Wymiary nieparametryczne (sterowane)

Zarys ceownika jest teraz całkowicie związany. Symbol w szkicu w przeglądarce obiektów ma obraz pinezki w lewym górnym rogu. Wszystkie linie zarysu ceownika wyświetlane są innym kolorem niż na początku ćwiczenia. Każde następne więzy wymiarowe byłyby wymiarem zamykającym łańcuch wymiarowy. Program proponuje w takim przypadku utworzenie wymiaru nieparametrycznego.

Spróbujmy związać kąt zdefiniowany przez punkty 1, 2 i 3.

• Z położonego na karcie Szkic (Sketch) panelu „Wiązanie” (Constrain) wybrać przycisk narzędzia Wymiar (Dimension) (OD D)
• Kliknąć kolejno punkty 1, 2, 3 i 4

 

• Po kliknięciu punktu 4 pojawia się okno dialogowe z propozycją utworzenia wymiaru nieparametrycznego (sterowanego)
• Kliknąć przycisk akceptacji 6
• Jeśli trzeba, to zatwierdzić klawiszem Enter zmierzoną wartość wymiaru (7) Efekt jest widoczny na rysunku 8
• Zakończyć operację nakładania więzów, naciskając klawisz Esc
• Tekst wymiarowy wymiarów nieparametrycznych (sterowanych) ujęty jest w nawiasy.
• Wymiary (sterowane) nie są źródłem więzów. Wyświetlają jedynie zmierzone wartości długości, odległości i kątów.
• Każde więzy wymiarowe można zawsze zmienić na wymiar.
• Wymiar można przekształcić na więzy wymiarowe tylko wtedy, gdy istnieją stopnie swobody, które można odebrać wymiarowanemu obiektowi. Należy pamiętać, że więzy geometryczne także odbierają obiektom stopnie swobody.