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
- 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.
- 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.