TECHSOFT s.r.o., Podtatranská 4931/23, 05801 Poprad, Slovak Republic, http://www.techsoft.sk
Manuál pro ZWCAD 2009-2012

---

Tvorba objektů

Tvorba 3D objektů

3D objekty mohou být reprezentovány simulovanými plochami (3D tloušťka), jako drátový, plošný nebo objemový model.

Přehled 3D objektů

Se 3D modely lze provádět následující:

• • • • • Zobrazení modelu z libovolného vhodného bodu
        • Automatické generování odpovídajících standardních a pomocných 2D pohledů
        • Odstranění skrytých čar a vytvoření realistického stínování
        • Kontrola kolizí
        • Exportování modelu pro tvorbu animace
        • Provádění strojírenských analýz
        • Extrakce dat pro obrábění

ZWCAD podporuje tři typy 3D modelování: drátové, plošné a objemové. Každý z těchto typů má vlastní techniky tvorby a úprav.

Drátový model je popis kostry 3D objektu. Drátový model neobsahuje žádné plochy, skládá se jen z bodů, čar a křivek popisujících hrany objektu.

Plošné modelování je propracovanější než drátové modelování, protože kromě hran 3D objektu určuje i plochy.

Objemové modelování je nejsnadnějším typem 3D modelování. V objemovém modeláři ZWCADu lze vytvářet 3D objekty pomocí základních 3D tvarů: kvádrů, kuželů, válců, koulí, klínů a anuloidů (prstenců). Tyto tvary lze potom kombinovat a vytvářet tak složitější tělesa jejich slučováním, odčítáním nebo hledáním společného (překrývajícího se) objemu. Tělesa je rovněž možné vytvářet tažením 2D objektu podél cesty nebo jeho rotací kolem osy. Pomocí aplikace Autodesk Mechanical Desktop můžete tělesa definovat také parametricky a zachovávat asociativitu mezi 3D modely a 2D pohledy z nich vygenerovanými.

Protože každý typ modelování používá jinou metodu konstrukce 3D modelů a efekt metod úprav se v různých typech modelování liší, doporučuje se metody modelování nemíchat. Existují omezené možnosti převodu mezi typy modelů, například z objemových na plošné a z plošných na drátové, nelze však převádět drátové na plošné ani plošné na objemové.

Přidání 3D tloušťky objektům

Tloušťka je vlastnost určitých objektů, která jim dává 3D vzhled.

3D tloušťka objektu je vzdálenost, o kterou je objekt prodloužen nebo zesílen nad nebo pod své umístění v prostoru. Kladná tloušťka provede vysunutí nahoru v kladném směru osy Z; záporná tloušťka provede vysunutí dolů (záporný směr osy Z). Nulová tloušťka (0) znamená, že objekt není ve 3D zesílen. Směr Z je určen orientací UCS v době vytvoření objektu. Objekty s nenulovou tloušťkou mohou být stínovány a mohou zakrývat další objekty umístěné za nimi.

Aby se zobrazil účinek tloušťky na objekt, může být nutné změnit 3D bod pohledu.

Vlastnost tloušťky mění vzhled těchto typů objektů: 2D tělesa, oblouky, kružnice, úsečky, křivky (včetně křivek přizpůsobených spline, obdélníků, mnohoúhelníků, hranic a prstenů), text (pouze pokud byl vytvořen jako jednořádkový textový objekt pomocí fontu SHX), dráhy, body. Úprava vlastnosti tloušťky jiných typů objektů neovlivní jejich vzhled.

Vlastnost tloušťky existujícího objektu lze změnit pomocí palety Vlastnosti. Výchozí vlastnost tloušťky nových objektů určuje systémová proměnná THICKNESS.

Tvorba drátových modelů

Drátový model je hranové nebo skeletální znázornění skutečného 3D objektu pomocí čar a křivek.

Drátový model můžete použít k těmto operacím:

• • • • • Zobrazení modelu z libovolného vhodného bodu
        • Automatické generování standardních pravoúhlých a pomocných pohledů
        • Snadné generování rozložených a perspektivních pohledů
        • Analýza prostorových vztahů včetně nejkratší vzdálenosti mezi rohy a hranami a kontrola kolizí
        • Snížení počtu potřebných prototypů

Tipy pro práci s drátovými modely

Tvorba 3D drátových modelů může být složitější a časově náročnější než tvorba jejich 2D pohledů. Zde naleznete několik tipů, které mohou zefektivnit vaši práci:

• • • • • • • Naplánujte a zorganizujte model tak, aby bylo možné vypnutí hladin snížit vizuální složitost modelu. Barva může usnadnit rozlišení objektů v různých pohledech.
            • Vytvořte konstrukční geometrii určující základní obálku modelu.
            • Používejte více pohledů, především izometrických, čímž usnadníte vizualizaci modelu a výběr objektů.
            • Naučte se manipulovat s UCS ve 3D. Rovina XY aktuálního UCS slouží jako konstrukční rovina pro orientaci rovinných objektů, například kružnic a oblouků. UCS také určuje operační rovinu pro ořezávání, prodlužování, odsazování a otáčení objektů.
            • Používejte uchopení objektů a krok rastru opatrně tak, abyste zajistili přesnost modelu.
            • Pomocí souřadnicových filtrů můžete spustit kolmice a snadno najít body ve 3D podle umístění bodů na ostatních objektech.

Tvorba drátových modelů

Drátové modely lze vytvářet umístění rovinného 2D objektu kamkoliv do 3D prostoru pomocí následujících metod:

• • • • • • • Zadáním 3D souřadnic. Můžete zadat souřadnice určující X, Y a Z umístění objektu.
            • Nastavením výchozí konstrukční roviny (roviny XY UCS), na které budete objekt kreslit
            • Přesunutím nebo zkopírováním objektu do příslušného 3D umístění po jeho vytvoření.

Tvorba ploch

Síť znázorňuje plochu objektu pomocí rovinných facet. Hustota sítě nebo počet facet je určen maticí s M a N vrcholy podobně jako mřížka skládající se ze sloupců a řádků.

M a N určují po řadě polohu sloupce a řádku všech daných vrcholů. Sítě lze vytvářet ve 2D a 3D, ale využívají se především ve 3D.

Jestliže potřebujete skrývat hrany, stínovat a rendrovat, ale nepotřebujete fyzikální vlastnosti, můžete použít sítě. Sítě jsou rovněž užitečné při tvorbě geometrie s neobvyklými síťovými vzory, například 3D topografický model hornatého terénu.

Existuje několik metod tvorby sítí. Parametry sítě lze zadat ručně nebo pomocí příkazu 3D, který zjednodušuje proces tvorby základních tvarů ploch.

Tvorby předdefinované sítě 3D plochy

Příkaz 3D vytváří následující 3D tvary: kvádry, kužele, polokoule, klenby, sítě, pyramidy, koule, anuloidy a klíny. Tato tělesa jsou zobrazena jako drátové modely, dokud nepoužijete příkaz HIDE.

Chcete-li zobrazit objekty vytvářené pomocí příkazu 3D zřetelněji, nastavte směr pohledu příkazem DVIEW nebo VPOINT. Na následujících obrázcích znázorňují čísla počet bodů určených pro tvorbu sítě.

Tvorba obdélníkové sítě

Příkazem 3DMESH lze vytvářet mnohoúhelníkové sítě otevřené v obou směrech M a N (podobně jako u os X a Y v rovině XY). Sítě lze uzavírat pomocí příkazu PEDIT. Velmi nepravidelné plochy lze vytvořit příkazem 3DMESH.

Tvorba poly sítě

Příkaz PFACE vytváří vícečelovou (mnohoúhelníkovou) síť, jejíž každá plocha může mít několik vrcholů.

Tvorba poly sítě je podobná tvorbě obdélníkové sítě. Chcete-li vytvořit poly síť, je nutné určit souřadnice jejích vrcholů. Potom se definují všechny plochy zadáním čísel všech vrcholů této plochy. Při tvorbě poly sítě lze nastavit určité hrany jako neviditelné, přiřadit je do určitých hladin nebo zadat jejich barvy. Pokud chcete, aby hrana byla neviditelná, zadejte jako číslo vrcholu zápornou hodnotu. Zobrazení neviditelných hran lze řídit systémovou proměnnou SPLFRAME. Když je proměnná SPLFRAME nastavena na nenulovou hodnotu, budou neviditelné hrany zobrazeny a bude je možné upravovat. Jestliže je proměnná SPLFRAME nastavena na hodnotu 0, zůstávají neviditelné hrany neviditelnými.

Na obrázku je plocha 1 určena vrcholy 1, 5, 6 a 2. Plocha 2 je určena vrcholy 1, 4, 3 a 2. Plocha 3 je určena vrcholy 1, 4, 7 a 5 a plocha 4 je určena vrcholy 3, 4, 7 a 8.

Tvorba sítě spojením profilů

Příkazem RULESURF lze vytvořit síť plochy mezi dvěma objekty. Hrany řízené plochy jsou určeny dvěma různými objekty: úsečkami, body, oblouky, kružnicemi, elipsami, eliptickými oblouky, 2D křivkami, 3D křivkami nebo spline. Ve dvojici musí být oba objekty použité jako „hranice“ řízené plošné sítě otevřené nebo uzavřené. Objekt bodu lze kombinovat s otevřeným i uzavřeným objektem.

Příkaz RULESURF je možné dokončit určením libovolných dvou bodů na uzavřených křivkách. U otevřených křivek systém začne vytvářet řízenou plochu podle umístění určených bodů na křivkách.

                  

Tvorba sítě plochy vysunutím

Příkazem TABSURF lze vytvořit síť plochy znázorňující obecnou vysunutou plochu určenou křivkou cesty a vektorem směru. Křivkou cesty může být úsečka, oblouk, kružnice, elipsa, eliptický oblouk, 2D křivka, 3D křivka nebo spline. Vektorem směru může být úsečka, otevřená 2D křivka nebo 3D křivka.

Příkaz TABSURF vytvoří síť jako posloupnost rovnoběžných mnohoúhelníků rozmístěných podél určené cesty. Původní objekt a vektor směru již musí být nakresleny, jak je znázorněno na následujících obrázcích.

Tvorba sítě plochy otáčením

Příkazem REVSURF lze vytvořit plochu otáčením profilu objektu kolem osy. Příkaz REVSURF je vhodný u rotačně souměrných ploch.

Tvorba sítě plochy definované hranou

Příkazem EDGESURF lze vytvořit síť záplat ve tvaru kuželových ploch, jak je znázorněno na následujícím obrázku, ze čtyř objektů nazývaných hrany. Hrany mohou být oblouky, úsečky, křivky, spline a eliptické oblouky a musí tvořit uzavřenou smyčku se sdílenými koncovými body. Záplata ve tvaru kuželové plochy je bikubická plocha (jedna křivka ve směru M, druhá ve směru N) interpolovaná mezi čtyřmi hranami.

Tvorba 3D těles

3D těleso znázorňuje celý objem objektu. Tělesa jsou informačně nejúplnější a nejméně neurčité typy pro 3D modelování. Složitá tělesa se také vytvářejí a upravují snadněji než drátové modely a sítě.

Tělesa lze vytvářet ze základních tvarů těles, což jsou kvádr, kužel, válec, koule, anuloid a klín, vysunutím 2D objektu podél cesty nebo rotací 2D objektu kolem osy. Po vytvoření tělesa tímto způsobem lze vytvářet i složitější tvary kombinováním jednotlivých těles. Tělesa lze sjednocovat, odečítat od sebe nebo najít jejich společný objem (překrývající se část). Dále lze tělesa upravovat pomocí zaoblení, zkosení nebo změny barvy hran. S plochami těles lze snadno pracovat, protože to nevyžaduje kreslení nové geometrie ani provádění booleovských operací s tělesem.

Stejně jako sítě se i tělesa zobrazí jako drátový model, dokud je neskryjete, nepoužijete stínování nebo je nevyrendrujete. Kromě toho lze analyzovat hmotové vlastnosti těles (objem, momenty setrvačnosti, těžiště a další). Data 3D těles můžete exportovat do různých aplikací, například pro obráběcí NC stroje nebo aplikace analýzy MKP. Rozložením je možné těleso rozdělit na síťové a drátové objekty.

Systémová proměnná ISOLINES řídí počet čar dlaždic použitých k vizualizaci zakřivených částí drátového modelu. Systémová proměnná FACETRES přizpůsobuje vyhlazení stínovaných objektů a objektů se skrytými čarami.

Tvorba 3D kvádru

K tvorbě 3D kvádru lze použít příkaz BOX. Základna kvádru je vždy rovnoběžná s rovinou XY aktuálního UCS.

Příkazy RECTANG a PLINE vytvoří obdélník nebo uzavřenou křivku, z nichž lze vytvořit kvádr příkazem EXTRUDE. Příkaz 3D vytvoří tvar kvádru definovaný pouze plochami.

Tvorba 3D kužele

Pomocí příkazu CONE lze vytvořit 3D kužel definovaný kruhovou nebo eliptickou základnou a zúžením do bodu umístěného kolmo k základně. Implicitně leží základna kužele v rovině XY aktuálního UCS. Výška, která může být kladná nebo záporná, je rovnoběžná s osou Z. Špička určuje výšku a orientaci kužele.

Rovněž je možné nakreslit 2D kružnici a potom pomocí příkazu EXTRUDE kružnici zúžit pod úhlem podél osy Z a vytvořit tak 3D kužel.

Oříznutí dokončete odečtením kvádru od vrcholu kužele příkazem SUBTRACT. Příkaz 3D vytvoří kuželový tvar definovaný pouze plochami.

Tvorba 3D válce

Příkazem CYLINDER lze vytvořit 3D válec s kruhovou nebo eliptickou základnou. Základna válce leží v rovině XY aktuálního UCS.

Chcete-li vytvořit válec s úpravami, například drážkami na plášti, vytvořte uzavřenou křivku 2D profilu základny příkazem PLINE a pomocí příkazu EXTRUDE určit jeho výšku podél osy Z. Příkaz CIRCLE vytvoří kružnici, ze které lze příkazem EXTRUDE vytvořit válec.

Tvorba 3D koule

Příkazem SPHERE lze vytvořit kouli určením jejího středu a poloměru nebo průměru.

Chcete-li vytvořit klenbu nebo polokouli, zkombinujte kouli s kvádrem pomocí příkazu SUBTRACT. Jestliže chcete vytvořit kulový objekt s úpravami, vytvořte 2D profil a v příkazu REVOLVE určete úhel rotace kolem osy Z. Příkaz 3D vytvoří kulový tvar definovaný pouze plochami.

Tvorba 3D anuloidu

Příkazem TORUS lze vytvořit těleso prstencovitého tvaru podobné duši pneumatiky. Anuloid je rovnoběžný s rovinou XY aktuálního UCS a je podle ní také souměrný.

Anuloid může protínat sám sebe. Anuloid s vlastním protnutím nemá uprostřed díru, protože poloměr trubky je větší než poloměr anuloidu. Chcete-li vytvořit těleso ve tvaru citrónu, použijte záporný poloměr anuloidu a větší kladnou hodnotu poloměru trubky. Pokud je například poloměr anuloidu –2.0, musí být poloměr trubky větší než 2.0. Příkaz 3D vytvoří tvar anuloidu definovaný pouze plochami.

Tvorba 3D klínu

Příkazem WEDGE lze vytvořit těleso ve tvaru klínu. Základna klínu je rovnoběžná s rovinou XY aktuálního UCS a šikmá plocha je umístěna proti prvnímu rohu. Jeho výška, která může být kladná nebo záporná, je rovnoběžná s osou Z. Příkaz 3D vytvoří tvar klínu definovaný pouze plochami.

Tvorba vysunutého tělesa

Příkazem EXTRUDE lze z běžného profilu objektu vytvořit objemové těleso, například ozubené kolo. Příkaz EXTRUDE je vhodný především u objektů obsahujících zaoblení, zkosení a další detaily, které by se mimo profil obtížně modelovaly.

Vysunout lze uzavřené objekty, například křivky, mnohoúhelníky, obdélníky, kružnice, elipsy, uzavřené spline, prsteny a oblasti. Objekt je možné vysunout podél cesty nebo určit hodnotu výšky a úhel zúžení. Nelze však vysunout 3D objekty, objekty obsažené v bloku, křivky s křížícími se nebo protínajícími se segmenty nebo neuzavřené křivky.

Pokud vytváříte profil pomocí čar nebo oblouků, převeďte je pomocí volby připoJit příkazu PEDIT na jeden objekt křivky nebo z nich před použitím příkazu EXTRUDE vytvořte oblast.

Zúžení vysunutí je vhodné především u dílů, jejichž strany jsou zkoseny pod určitým úhlem, například u forem pro tvorbu kovových výrobků ve slévárně. Vyhněte se používání extrémně velkých úhlů zúžení. Pokud je zúžení příliš velké, může se profil zúžit do bodu, dříve než dosáhne požadované výšky.

Tvorba rotačního tělesa

Příkazem REVOLVE lze vytvořit těleso otáčením uzavřeného objektu o určený úhel kolem osy X nebo Y aktuálního UCS. Objekt je rovněž možné rotovat kolem úsečky, křivky nebo dvou určených bodů.

Podobně jako u příkazu EXTRUDE je příkaz REVOLVE užitečný u objektů obsahujících zaoblení nebo další detaily, které by se pomocí běžného profilu špatně modelovaly.

Když vytváříte profil pomocí čar nebo oblouků spojených s křivkou, převeďte je před použitím příkazu REVOLVE pomocí volby připoJit příkazu PEDIT na jednu křivku.

Příkaz REVOLVE lze použít na uzavřené objekty, například křivky, mnohoúhelníky, obdélníky, kružnice, elipsy a oblasti. Příkaz REVOLVE nelze použít na 3D objekty, objekty obsažené v bloku, křivky s křížícími se nebo protínajícími se segmenty nebo neuzavřené křivky.

Tvorba složeného tělesa

Kombinací, odčítáním a hledáním průniků existujících těles lze vytvářet složená tělesa.

Pomocí příkazu UNION je možné spojit celkový objem dvou nebo více těles nebo oblastí do složeného objektu.

Příkazem SUBTRACT lze odstranit společnou oblast jedné sady těles od jiné. Příkaz SUBTRACT lze použít například k přidání děr do mechanické součásti odečtením válců od objektu.

Příkazem INTERSECT můžete vytvořit složené těleso ze dvou nebo více překrývajících se těles. Příkaz INTERSECT odstraní nepřekrývající se části a ze společného objemu vytvoří složené těleso.

Příkaz INTERFERE provede stejnou operaci jako příkaz INTERSECT, ale příkaz INTERFERE zachová dva původní objekty.