Skizzierer Tutorium

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Base ExampleCommandModel.png Tutorial

Thema
Skizzierer
Niveau
Anfänger
Zeit zum Abschluss
Autor
Ulrich
FreeCAD version
Beispieldatei(en)


Einleitung

Der Skizzierer ist ein Werkzeug zur Erzeugung von 2D-Objekten zur Verwendung in der Teilekonstruktion. Der Skizzierer unterscheidet sich von herkömmlichen Zeichenwerkzeugen. Eine Möglichkeit, den Unterschied aufzuzeigen, ist die Konstruktion eines Dreiecks. Ein Dreieck ist vollständig durch 3 Werte definiert, die aus der folgenden Liste beliebig sein können: Seitenlänge, Winkel, Höhe, Fläche. Die einzige Ausnahme sind drei Winkel, die die Größe nicht definieren.

Um ein Dreieck aus 3 Längen auf herkömmliche Weise zu konstruieren, ist folgendes zu tun:

  • die Grundlinie zeichnen
  • zwei Kreise mit einem Radius anfertigen, der durch die beiden anderen Seitenlängen gegeben ist, oder alternativ die Koordinaten des dritten Knotens berechnen
  • die fehlenden beiden Seiten von den Endpunkten der Grundlinie bis zum Schnittpunkt der beiden Kreise oder dem berechneten Knoten zeichnen.

Traditional triangle.png

Die wikipedia:Dreieck Seite zeigt eine Sammlung von Formeln zur Berechnung der fehlenden Informationen, um aus der Mindestangabe ein Dreieck zu zeichnen. Diese werden benötigt, wenn das Dreieck durch vorberechnete Koordinaten definiert werden soll.

Der Skizzierer ist anders. Die Formeln und die obigen Hilfskonstruktionen werden nicht benötigt. Um den Unterschied zu verstehen, ist es am besten, ein Dreieck selbst zu konstruieren.

Erste Skizze: ein Dreieck

Für die Anfertigung einer Skizze wird ein offenes Dokument benötigt. Wenn kein Dokument geöffnet ist, wird durch Klicken auf Document-new.png ein neues Dokument erstellt. Der Skizzierer Arbeitsbereich muss ausgewählt werden:

Workbench select sketcher.png

Eine neue Skizze wird erstellt, durch klicken auf Sketcher NewSketch.svg. Es erscheint ein Dialogfeld, in dem die Ausrichtung der neuen Skizze im 3D-Raum ausgewählt werden kann. In diesem Fall spielt es keine Rolle, so dass die xy-Ebene übernommen werden kann. Es wird eine neue leere Skizze erstellt und im Bearbeitungsmodus geöffnet. Es wird ein Gitter mit einem Koordinatensystem mit einem roten Punkt am Ursprung angezeigt.

Im Skizzierer ist es in Ordnung, ein beliebiges Dreieck mit dem Sketcher CreatePolyline.svg Polylinienwerkzeug zu zeichnen und seine Eigenschaften in einem späteren Schritt zu definieren. Jeder Klick in der Zeichenebene setzt einen Eckpunkt. Das Dreieck muss geschlossen sein. Für die letzte Linie ist also ein Klick auf den ersten erzeugten Knoten erforderlich. Vor dem Klicken sollte ein roter Punkt in der Nähe des Mauszeigers sichtbar sein.

Closed triangle with pointer small.png

Das Dreieck ist noch veränderbar. Die Eckpunkte können angeklickt und verschoben werden. Die Seiten werden dabei gedehnt oder gestaucht.

Wenn gewollt, so kann man die untere Seite wird wie folgt horizontal gemachen:

Dreieck2.png

Das erstellte Dreieck ist flexibel. Ein Knoten kann mit der Maus berührt und herumgezogen werden. Die Seiten des Dreiecks folgen dem Knoten. Dasselbe kann mit einer Linie gemacht werden.

Jede Länge der Seite kann nun einfach durch Auswahl mit der Maus definiert werden: das ausgewählte Element färbt sich grün. Wenn man auf das Sketcher ConstrainDistance.png Längenwerkzeug klickt, öffnet sich ein Dialog und die gewünschte Länge kann eingegeben werden. Das Bild unten zeigt ein Dreieck mit Seitenlängen von 35 mm, 27 mm und 25 mm. Die Grundlinie wurde horizontal festgelegt, indem sie ausgewählt und auf das horizontale Beschränkungswerkzeug Constraint Horizontal.svg geklickt wurde.


Sketcher triangle3 small.png

Diese Längen-Definitionen werden Beschränkungen genannt. Beschränkungen werden verwendet, um einen feste Konstruktion aus der flexiblen geometrischen Eingabe zu definieren. Der Skizzierer bietet alle Beschränkungen, die zur Definition jeder Art von Dreieck erforderlich sind. Nur der Bereich kann nicht zur Definition eines Dreiecks verwendet werden. Das erstellte Dreieck kann also neu definiert werden, indem der Wert einer Beschränkung geändert wird oder indem Beschränkungen gelöscht und andere hinzugefügt werden. Hier kommt eine Liste von Dreiecken mit anderen vorgegebenen Eigenschaften. Es ist kein Problem, das soeben erstellte Dreieck in eines dieser Dreiecke zu verwandeln.

  • Ein oder zwei gegebene Winkel: Zwei Seiten des Dreiecks müssen ausgewählt werden. Ein Klick auf Constraint InternalAngle.png öffnet einen Dialog zur Definition des Winkels.

Triangel angle small.png

  • Rechtes Dreieck: Zwei Seiten des Dreiecks müssen ausgewählt werden. Ein Klick auf Sketcher ConstrainPerpendicular.png setzt einen rechten Winkel zwischen den beiden Seiten.

Right triangle sketcher.png

  • Gleichseitig: Eine Seite muss auf eine definierte Länge gesetzt werden. Dann müssen alle Seiten ausgewählt werden. Ein Klick auf Sketcher ConstrainEqual.png definiert zwei gleich lange Beschränkungen, um allen Seiten die gleiche Länge zu geben.

Triangle equilateral small.png

  • gleichschenkliges Dreieck (zwei identische Längen) mit gegebener Höhe: Wähle zuerst die beiden Seiten mit der gleichen Länge. Ein Klick auf Sketcher ConstrainSymmetric.png setzt eine Gleichheit zwischen den beiden Seiten. Wähle dann die Grundlinie und den oberen Knoten und klicke auf das Sketcher ConstrainDistance.png Längenwerkzeug.

Triangle isosceles small.png

Beschränkungen können durch Klicken auf das Symbol oder durch Klicken in der Beschränkungsliste ausgewählt werden. Sie können gelöscht oder im Falle von Beschränkungen mit einem Wert nach einem Doppelklick editiert werden. Ein gegebenes Dreieck kann später in einen anderen Typ von Dreieck umgewandelt werden, indem die Beschränkungen bearbeitet oder geändert werden. Der Skizzierer ist ein Teil des parametrischen FreeCAD-Modellierungsansatzes. Was du erstellt hast, kann zu einem späteren Zeitpunkt leicht geändert werden, wenn beispielsweise eine Variante der Konstruktion benötigt wird.

Die oben gezeigten Dreiecke haben weiße Linien. Dies ist ein Hinweis darauf, dass die Skizze noch einige Freiheitsgrade hat. Sie kann durch Ziehen an einigen Linien oder Punkten getestet werden. Wenn sich die Linie oder der Punkt bewegt, ist dieser Punkt nicht vollständig definiert. Eine Skizze, die keine Freiheitsgrade mehr hat, wird grün.

Dem gleichschenkligen Dreieck fehlt die Längenfestlegung für die Grundlinie, und es kann sich in der Skizziererzeichnungsebene bewegen und frei drehen.

Wenn die Dreieckseigenschaften definiert sind, muss es immer noch in der Zeichenebene fixiert werden. Die Zeichenebene des Skizzierers hat ein Koordinatensystem. Der Ursprung des Koordinatensystems ist als roter Punkt in der Mitte der rosa x-Achse und der hellgrünen y-Achse sichtbar. Am einfachsten lässt er sich fixieren, indem ein Knoten ausgewählt und auf Sketcher ConstrainLock.svg geklickt wird. Dadurch wird ein horizontaler und ein vertikaler Abstand vom Knoten zum Ursprung des Koordinatensystems hinzugefügt. Das Dreieck kann immer noch einen Freiheitsgrad für die Drehung haben. Daher benötigt eine Seite eine horizontale oder vertikale Beschränkung oder einen definierten Winkel zu einer der Koordinatensystemachsen. Das nächste Bild zeigt eine vollständig beschränkte Skizze. Alle Linien und Knoten haben jetzt eine grüne Farbe.

Sketcher triangle3 fc small.png

Mehr über Beschränkungen

Der Skizzierer kennt die Dreiecksformeln nicht aus Wikipedia. Stattdessen erstellt er ein Gleichungssystem für die 2-dimensionalen Koordinaten auf der Grundlage der gegebenen Randbedingungen. Dieses Gleichungssystem wird dann numerisch gelöst.

Auf diesem Weg kann eine Vielzahl von geometrischen Problemen gelöst werden. Es gibt aber auch einen Nachteil. Wenn der Gleichungssatz mehrere Lösungen hat, erhalten wir vielleicht etwas ganz anderes als das, was wir erwarten. Dies ist besonders ärgerlich, wenn die gleiche Konstruktion für verschiedene Abmessungen verwendet werden soll. Das typische Symptom ist, dass die Skizze nach einer Änderung einer Längenbeschränkung auf etwas völlig anderes umspringt. Ein einfaches Beispiel ist die Aufteilung einer Strecke in drei gleiche Teilungen. Das folgende Bild zeigt drei Linien in einer Reihe, wobei Gleichheits- und Parallelbeschränkung eingestellt sind. Der Gesamtabstand ist auf 10 mm eingestellt.

Dimension partitions parallel.png

Das funktioniert gut, solange nur größere Abstände eingebracht werden. Wenn der Abstand ab einem bestimmten Verhältnis verringert wird, falten sich die Linien zusammen. Wir erhalten also nicht mehr ein Drittel des gegebenen Abstandes, sondern den Abstand selbst oder zwei Drittel davon. Einige Linien unserer Reihe haben ihre Ausrichtung geändert. Dies gibt immer noch eine gültige Lösung für die Menge der Zwänge, ist aber nicht das, was beabsichtigt war. Das folgende Bild der gleichen Skizze zeigt dies. Die Längenbeschränkung wurde auf 1000 mm gesetzt und dann auf 5 mm reduziert.

Dimension partitions flipped.png

Die Lösung ist die Definition eines Winkels von 180° zwischen den Teilungslinien als Ersatz für die Parallelbeschränkung. Für die 180°-Bedingung gibt es nur eine Lösung. Die Skizze ist nun robust gegenüber großen Änderungen des Abstands. Es muss gesagt werden, dass ggf. auch eine 0°-Beschränkung dem gleichen Zweck dient.

Constraint180 600x400.png

Die 180°-Beschränkung ist eine Lösung für viele Probleme. Einige ältere Versionen von FreeCAD haben Probleme mit der Darstellung der 180°-Beschränkung in der Skizzierebene. In den meisten Fällen wird der 180°-Bogen nicht in der Skizzierebene wie erwartet dargestellt. Dies ist ein bekanntes Problem für FreeCAD vor Version 14.3613.

Bei mehreren inkrementellen Abmessungen in einer geraden Linie kann es ratsam sein, zuerst eine Zick-Zack-Linie zu zeichnen und dann die 180°-Beschränkungen festzulegen. Das hilft, keine zu vergessen, oder eine zweimal zu setzen.



Die folgende Tabelle zeigt einige Beschränkungskombinationen für die Definition eines einfachen Krümmers. Die Kombination wurde getestet, indem die horizontale Abmessung von 10 mm Länge auf größere Werte vergrößert wurde, bis der Krümmer seine Ausrichtung umkehrt. Die Tabelle dokumentiert für jede gezeigte Beschränkung die geänderte Länge an der Stelle, an der das Umklappen erfolgt.

Beschränkungskombination Anmerkungen

Elbow equality horizontal vertical.png

Festlegung der Länge: Gleichheitsbeschränkung für die Definition der Länge

Festlegung der Orientierung: horizontale und vertikale Beschränkungen

Flips at 51 mm

Elbow fix point onto object 52mm.png

Festlegung der Länge: Gleichheitsbeschränkung zur Festlegung der vertikalen Länge, Bogen zur Festlegung der horizontalen Länge.

Festlegung der Ausrichtung: zwei Punkte zur Festlegung der Ausrichtung der horizontalen Linie und der vertikalen Beschränkungen

Flips at 52 mm

Elbow equality perpendicular vertical.png

Festlegung der Länge: Gleichheitsbeschränkung für die Festlegung der Länge

Festlegung der Ausrichtung: horizontale Linie senkrecht zur Y-Achse und vertikale Linie mit vertikaler Beschränkung.

Flips at 51 mm

Elbow dimension length 82 mm.png

Festlegung der Länge: Horizontale Länge, die mit der allgemeinen Längenbeschränkung definiert wird. Gleichheitsbeschränkung für die Festlegung der vertikalen Länge.

Festlegung der Ausrichtung: horizontale und vertikale Beschränkungen

Umkehrung bei 82 mm

Festlegung der Länge: Horizontale Länge, die mit der horizontalen Längenbeschränkung definiert wird. Gleichheitsbeschränkung für die Festlegung der vertikalen Länge.

Festlegung der Ausrichtung: horizontale und vertikale Beschränkungen

Die horizontale Linie kippt bei einem Test von 10 km nicht um, aber die vertikale Linie wurde umgedreht!

Elbow equality 90°to vertical.png

Festlegung der Länge: Gleichheitsbeschränkung für die Festlegung der Länge

Festlegung der Ausrichtung: horizontale Linie 90°-Winkel zur vertikalen Linie und vertikale Linie mit vertikaler Beschränkung

kippt nicht, getestet bis zu 10 km

Der Test hat folgendes gezeigt: Größere Änderungen der Bemaßungsbeschränkungen können aufgrund von Mehrfachlösungen des zugrundeliegenden Gleichungssystems zu einem Umkippen einiger Linien der Skizze führen. Die einzigen Beschränkungen, die die Ausrichtung der Elemente, auf die sie angewendet werden, beibehalten, sind die Winkelbeschränkung sowie die horizontalen und vertikalen Bemaßungsbeschränkungen. Die Unterschiede zwischen den anderen Beschränkungen hinsichtlich der Beibehaltung der Orientierung sind gering.

Empfehlung: Verwende Winkelbeschränkungen sowie horizontale und vertikale Bemaßungsbeschränkungen an kritischen Stellen, um eine Skizze robust gegenüber Maßänderungen zu machen.

Problematische Kombination von Beschränkungen

Manchmal definieren zwei oder mehr Beschränkungen die gleiche Eigenschaft. Ein Beispiel kann für zwei verbundene Linien gemacht werden, wobei der Verbindungspunkt der Mittelpunkt einer Symmetriebeschränkung für die Endpunkte der Linien ist. Diese Linien haben nun die gleiche Länge und sind parallel. All dies ist die Folge der Symmetriebeschränkung.

Was passiert, wenn diese beiden Linien bereits eine Gleichheitsbeschränkung und eine Parallelbeschränkung haben und die Symmetriebeschränkung ebenfalls hinzugefügt wird? Nun wird die Paralleleigenschaft durch zwei Bedingungen definiert, und die gleiche Länge wird ebenfalls durch zwei Bedingungen definiert. Im Prinzip sollte das zugrundeliegende Gleichungssystem eine Lösung haben. Aber es kann numerische Probleme geben. Dies kann getestet werden, indem man versucht, die Linien zu verschieben. In den meisten Fällen sind die Linien eingefroren, auch wenn der Zeichner noch mehrere Freiheitsgrade angibt.

Der obige Fall zeigt ein Problem, das für die Programmierer des Skizzierers schwer zu lösen zu sein scheint. Der Anwender muss also Vorsicht walten lassen, um solche Situationen zu vermeiden. Skizzen mit überschüssigen Beschränkungen verhalten sich unerwartet und problematisch. Symptome dieser überschüssigen Beschränkungen sind der oben beschriebene eingefrorene Zustand oder gemeldete überschüssigen Beschränkungen nach der Modifizierung eines anderen Objekts in der Skizze.

Im Allgemeinen gibt der Skizzierer eine Warnung aus, wenn überschüssige Beschränkungen entdeckt werden. Dieser Erkennungsmechanismus scheint jedoch nicht in allen Fällen zu funktionieren. Wenn das Problem erkannt wird, kann es vermieden werden, indem einfach die überschüssigen Beschränkungen gelöscht werden. Manchmal ist es notwendig, eine andere Kombination von Beschränkungen zu wählen.

Die folgenden Fälle sind Quellen für überschüssige Beschränkungen:

  • Eine Gleichheitsbeschränkung für zwei Radien desselben Bogens
  • Eine Symmetriebeschränkung für zwei Radien desselben Bogens
  • Eine Symmetriebeschränkung in Kombination mit Parallel-, Gleichheits- und oder senkrechten Beschränkungen

Ein anderer problematischer Fall sind Parallelen mit einem Schnittpunkt im Unendlichen. Es ist möglich, eine 180°-Beschränkung für zwei parallele Linien ohne Schnittpunkt zu setzen. Dies ist nicht' empfohlen. Stattdessen sollte ein Winkel zu einer anderen Linie oder Achse verwendet werden.


Ein anderes Problem ist die Änderung der Ausrichtung von Winkeln. Dies kann passieren, wenn Winkeländerungen über 180° vorgenommen werden. Wenn dies in kleineren Schritten geschieht, wird das Problem vermieden.

Konstruktionslinien - Schritt für Schritt Beispiel

Im ersten Teil wurde gezeigt, dass Hilfskonstruktionen für das Dreieck nicht notwendig sind. Dennoch liefert der Skizzierer eine Konstruktionsgeometrie, die bei komplexeren Problemen nützlich ist. Jede Linie kann mit der Schaltfläche Sketcher AlterConstruction.png in eine Konstruktionslinie umgewandelt werden. Die Konstruktionslinien werden in der Skizze als blaue Linien dargestellt. Sie können auf die gleiche Weise wie andere Linien für Beschränkungen verwendet werden, werden jedoch nicht angezeigt und nicht verwendet, wenn die Skizze geschlossen wird.

Die Aufgabe ist, ein Rechteck mit der Seitenlänge mit dem goldenen Schnitt zu bilden. Wikipedia zeigt, wie man zwei Linien mit einem Längenverhältnis des Goldenen Schnittes konstruiert.

Goldener Schnitt Konstr beliebt.svg

Der Skizzierer ist ein perfektes Werkzeug, um ein Rechteck mit dem goldenen Schnitt für die Seitenlänge zu konstruieren. Die Größe des Rechtecks kann später geändert werden, ohne eine neue Konstruktion zu erstellen. Die Konstruktionsschritte für den Goldenen Schnitt nach Wikipedia sind:

  1. Mit einem Liniensegment AB konstruiere ein Lot BC am Punkt B, wobei BC die halbe Länge von AB hat. Zeichne die Hypotenuse AC.
  2. Zeichne einen Bogen mit Mittelpunkt C und Radius BC. Dieser Bogen schneidet die Hypotenuse AC im Punkt D.
  3. Zeichne einen Bogen mit Mittelpunkt A und Radius AD. Dieser Bogen schneidet das ursprüngliche Liniensegment AB im Punkt S. Punkt S teilt das ursprüngliche Segment AB in die Liniensegmente AS und SB mit Längen im goldenen Schnitt.


Hier ist eine Schritt für Schritt Erklärung, wie dies erreicht werden kann.

  • Erstelle eine neue Skizze, wie am Dreiecksbeispiel erläutert.
  • Zeichne in der Skizze ein Rechteck. Verwende die Sketcher CreateRectangle.svg Schaltfläche. Die folgende Abbildung zeigt das Rechteck. FreeCAD hat dem Rechteck horizontale und vertikale Beschränkungen hinzugefügt. Dieses Rechteck kann nicht gedreht werden.

Step1 rectangle 600x400.png

Das Rechteck sollte in der Mitte des Koordinatensystems bleiben. Um dies zu erreichen, wird eine Symmetriebeschränkung zu einer horizontalen Linie hinzugefügt. Dies geschieht, indem zuerst die beiden Knoten der horizontalen Linie und dann die vertikale Achse des Koordinatensystems ausgewählt werden. Die Symmetriebeschränkung wird durch Klicken auf die Schaltfläche Sketcher ConstrainSymmetric.png hinzugefügt. Dasselbe geschieht für eine vertikale Linie, aber stattdessen wird jetzt die horizontale Achse als Symmetrieachse ausgewählt. Die Abbildung unten zeigt das Ergebnis. Das Rechteck bleibt nun in der Mitte und kann nur in der Größe verändert, aber nicht verschoben werden.

Step2 rectangle with symmetry 600x400.png

Dies war die Vorbereitung für das Rechteck. Die obere horizontale Linie sollte der Abstand AS der Konstruktion der goldenen Ration sein. Eine zusätzliche Linie ist erforderlich, um den SB-Abstand darzustellen. Sie wird ein wenig schräg gezeichnet, wie unten gezeigt. Dadurch wird die automatische Beschränkung auf die Horizontale vermieden. Diese Linie sollte stattdessen später mit einem 180°-Winkel begeschränkt werden, um zu vermeiden, dass es mehrere Lösungen für die konstruierte Zwangskombination gibt. Wenn die Linie mit einer horizontalen Beschränkung gezeichnet wird, beschwert sich der Skizzierer später beim Hinzufügen der 180°-Winkelbeschränkung. Die horizontale Beschränkung muss in einem solchen Fall entfernt werden. Das Bild zeigt, wie eine Winkelabhängigkeit hinzugefügt wird, indem zwei Linien ausgewählt und auf Constraint InternalAngle.png geklickt wird. Nach dem Hinzufügen einer Linie ist es oft ratsam, an der Linie mit der Maus zu ziehen. Dadurch wird leicht ersichtlich, ob eine Linie nicht mit den anderen gezeichneten Elementen verbunden ist. Wenn eine Linie nicht direkt mit den anderen Linien verbunden ist, können in späteren Schritten der Bauteilkonstruktion Probleme auftreten.

Step3 making SB 600x400.png

Die letzte Linie ist nicht Teil des Rechtecks. Es ist daher notwendig, sie in eine Konstruktionslinie zu verwandeln. Durch Markieren der Linie und Klicken auf die Sketcher AlterConstruction.png Schaltfläche wird die Konvertierung durchgeführt.

Step4 make SB construction line 600x400.png

Die Linie hat nun eine blaue Farbe, wie unten zu sehen ist. Das Rezept aus Wikipedia für den goldenen Schnitt erfordert eine Linie mit der Hälfte der Entfernung AB. Um dafür einen Bezugspunkt zu erhalten, wird mit dem Sketcher Point.png Werkzeug ein zusätzlicher Knoten an die Linie gesetzt. Dies ist unten dargestellt.

Step5 helper vertex.png

Der Referenzpunkt sollte in der Mitte des Abstands AB bleiben. Dies wird erreicht, indem zuerst die beiden Endpunkte des Abstands AB und als drittes der Mittelpunkt ausgewählt werden. Wenn alle drei Punkte in der richtigen Reihenfolge ausgewählt wurden, kann die Symmetriebeschränkung durch Klicken auf die Sketcher ConstrainSymmetric.png Schaltfläche gesetzt werden, wie unten dargestellt.

Step6 symmetry setting.png

Das Bild unten zeigt bereits die zweite Seite BC des Konstruktionsdreiecks. Diese Linie wurde wie oben beschrieben gezeichnet und in eine Konstruktionslinie umgewandelt. Diese Linie muss eine vertikale Beschränkung haben, wie im Bild zu sehen ist. Dies kann leicht erreicht werden, indem die Linie nahezu senkrecht gezeichnet wird. Wenn die Linie nahezu vertikal verläuft, wird ein Symbol für eine vertikale Beschränkung angezeigt und vom Skizzierer gesetzt, wenn die Linie in diesem Zustand beendet wird.

Die Linie BC muss die Hälfte der Länge von AB haben. Für diesen Zweck steht nur ein Bezugspunkt zur Verfügung, so dass die Gleichheitsbeschränkung nicht verwendet werden kann. Die Gleichheitsbeschränkung würde eine Linie mit dieser Länge als Referenz benötigen, die in der Konstruktion nicht verfügbar ist. Daher wird der klassische Bogen zur Definition der Länge BC verwendet. Das folgende Bild zeigt die Zeichnung des Bogens. Es wird das Bogen-Werkzeug [[Image:|24px]] verwendet. Zuerst wird der Mittelpunkt auf B gesetzt. Der Punkt sollte beim Klicken auf B unter dem Bogenwerkzeug sichtbar sein. Oft muss das Bogenwerkzeug nicht direkt über dem Zielpunkt, sondern etwas darunter liegen, um den Koinzidenzpunkt sichtbar zu machen. Zweitens wird der Radius des Bogens definiert, indem der nächste Punkt auf den Referenzpunkt gesetzt wird. Der letzte Punkt des Bogens wird in der Nähe des Punktes C gesetzt. Es ist wichtig, dass die ersten beiden Punkte auf C und den Mittelpunkt festgelegt werden. Dies sollte nach Fertigstellung des Bogens durch Ziehen am Bogen getestet werden.

Step7 arc defining BC.png

Um die Länge von BC zu definieren, muss die Linie am Bogen enden. Dies geschieht durch die Einstellung einer Koinzidenzbeschränkungsbedingung zwischen dem letzten Bogenpunkt und dem C Punkt, wie unten dargestellt. Beide Punkte müssen ausgewählt werden, und die Erstelle Koinzidenz Schaltfläche Constraint PointOnPoint.svg muss angeklickt werden.

Step8 arc BC finishing.png

Das nächste Bild zeigt das fertige Dreieck. Die Hypotenuse AC ist bereits gezeichnet und in eine Konstruktionslinie umgewandelt.

Step9 triangle ready.png

Nun muss Schritt 2 des Wikipedia Rezepts konstruiert werden. Es muss ein zweiter Bogen gezeichnet werden mit dem Mittelpunkt bei C und dem Startpunkt bei B. Der letzte Punkt sollte bei der Hypotenuse enden, wie im Bild unten gezeigt.

Step10 second arc.png

Der gezeichnete Bogen wurde in eine Konstruktionslinie umgewandelt. Nun beginnt Schritt 3 des Wikipedia Rezepts mit dem Zeichnen des letzten Bogens, wie in der Abbildung unten gezeigt. Der Radius dieses Bogens muss mit dem oben konstruierten Punkt auf der Hypotenuse definiert werden. Der letzte Punkt wird normalerweise nicht an einer Ecke des Rechtecks enden. Dies ist jedoch kein Problem, da es später behoben wird. Der letzte Punkt kann wie unten gezeigt gesetzt werden.

Step11 last arc.png

Nun muss der letzte Schritt gemacht werden, um die horizontale Linie des Rechtecks gleich dem Abstand AS zu machen. Dies wird unten gezeigt, indem man eine Koinzidenzbeschränkung zwischen dem Ende des letzten Bogens und der Ecke des Rechtecks festlegt.

Step12 define ratio.png

Nun muss die vertikale Linie zur Länge des Abstandes SC gemacht werden. Dies geschieht durch Einstellen einer Gleichheitsbeschränkung durch Auswahl der Schaltfläche Sketcher ConstrainEqual.png wie unten gezeigt.

Step12 define rectangle.png

Das nächste Bild zeigt das Rechteck mit einem Seitenlängenverhältnis, das dem Goldenen Schnitt entspricht. Das Rechteck sollte nur noch einen Freiheitsgrad haben. Daher sollte es beim Ziehen an ihm nur seine Größe verändern, aber sich nicht bewegen. Wenn eine bestimmte Größe einer Seite benötigt wird, kann dieser Seite eine Längenbeschränkung hinzugefügt werden. Ansonsten ist die Skizze fertig und kann geschlossen werden. Im FreeCAD Fenster sollte dann nur noch ein Rechteck sichtbar sein.

Step14 rectangle with golden ratio.png

Übung: elastische Skizze

Das obige Beispiel führte Konstruktionslinien ein. Nun werden einige wichtige Dinge zur Erstellung belastbarer Skizzen besprochen. Hier ist eine Übung, um etwas Übung im Umgang mit dem Skizzenzeichner zu bekommen. Ziel ist es, eine Skizze für so etwas wie einen speziellen Rahmen, wie unten gezeigt, anzufertigen.

Frame erxercise pad.png

Es sollten nur drei Dimensionen zur Definition des Rahmens erforderlich sein. Um das Ändern von Abmessungen zu erleichtern, können die Beschränkungen in etwas Einprägsames umbenannt werden. Wähle einfach die Beschränkung in der Listenansicht aus und drücke <F2>. Die Beschränkung kann z.B. in "Dicke" umbenannt werden. Die Zeichnung unten zeigt die Bemaßungen. Die Spitze auf der rechten Seite sollte die zweifache Wanddicke haben.

Frame exercise dimensions.png

Die Skizze sollte auch nach Änderung der Schlüsselmaße, z.B. auf 2000 mm und wieder auf 30 mm, wie beabsichtigt aussehen. Möglicherweise musst du an bestimmten Stellen Winkelbeschränkungen verwenden, um dieses Ziel zu erreichen. Das Bild unten zeigt eine Skizze, die nicht robust gegenüber solchen Änderungen war. Sie ist jetzt unbrauchbar. Um den ursprünglichen Zustand wieder herzustellen, kann die Rückgängig-Schaltfläche 32px verwendet werden.

Frame erxercise failed sketch.png

Die obige Skizze ist für den Part-Design Arbeitsbereich unbrauchbar. Nur Profile ohne sich schneidende Linien sind erlaubt. Konstruktionslinien dürfen sich schneiden. Diese werden nicht zur Herstellung von Volumenkörpern verwendet.


Einer der Haupteinsatzbereiche des Skizzieres ist die Konstruktion von Teilen im Part-Design Arbeitsbereich. Die bereits vorhandene Geometrie kann ähnlich wie Konstruktionslinien verwendet werden. Da sich dieses Tutorial mehr auf die grundlegende Skizzierer Funktionalität konzentriert, wirf hier einen Blick auf die Verwendung von externer Geometrie: Skizzierer Extern