Problem nazewnictwa topologicznego
Wprowadzenie
Problem z nazewnictwem topologicznym w programie FreeCAD odnosi się do kwestii zmiany wewnętrznej nazwy kształtu po wykonaniu operacji modelowania (wyciągnięcie, wycięcie, połączenie, fazka, zaokrąglenie, itp.). Spowoduje to, że inne właściwości parametryczne, które zależą od tego kształtu, zostaną uszkodzone lub niepoprawnie obliczone. Ten problem dotyczy wszystkich obiektów w programie FreeCAD, ale jest szczególnie zauważalny podczas budowania brył za pomocą środowiska pracy Projekt Części, oraz podczas wymiarowania tych brył za pomocą środowiska Rysunek Techniczny.
- W środowisku pracy Projekt Części, jeśli element jest obsługiwany na powierzchni (lub krawędzi lub wierzchołku), element może zostać uszkodzony, jeśli bazowa bryła zmieni rozmiar lub orientację, ponieważ oryginalna powierzchnia (lub krawędź lub wierzchołek) może zostać wewnętrznie przemianowana.
- W przypadku środowiska Rysunek Techniczny, jeżeli wymiar mierzy długość rzutowanej krawędzi, wymiar może zostać uszkodzony, jeżeli model 3D zostanie zmodyfikowany, ponieważ wierzchołki mogą zostać przemianowane, zmieniając w ten sposób mierzoną krawędź.
Kwestia nazewnictwa topologicznego jest złożonym problemem w modelowaniu CAD, który wynika ze sposobu, w jaki wewnętrzne procedury programu FreeCAD obsługują aktualizacje kształtów geometrycznych utworzonych za pomocą jądra OCCT. Od wersji FreeCAD 0.19 trwają prace nad poprawą obsługi kształtów w celu zmniejszenia lub wyeliminowania tego typu problemów.
- Wątek na forum: Nazewnictwo topologiczne, Moje spojrzenie
Problem nazewnictwa topologicznego najczęściej dotyka i dezorientuje nowych użytkowników programu FreeCAD. W środowisku Projekt Części użytkownik powinien stosować się do najlepszych praktyk omówionych na stronie Edycja cech. Użycie obiektów płaszczyzny oraz lokalne układy współrzędnych jest zalecane do tworzenia modeli, które nie są podatne na tego typu błędy topologiczne. W środowisku Rysunek Techniczny, użytkownik powinien dodawać wymiary tylko wtedy, gdy model 3D jest kompletny i nie będzie dalej modyfikowany.
Przykład
1. W środowisku Projekt Części, stwórz Zawartość, następnie użyj przycisku Nowy szkic i wybierz płaszczyznę XY, aby narysować szkic bazowy. Kolejnie zrób wyciągnięcie, aby utworzyć pierwszą bryłę.
2. Zaznacz górną ścianę poprzedniej bryły, a następnie użyj narzędzia Nowy szkic, aby narysować kolejny szkic. Kolejnie wykonaj drugie wyciągnięcie.
3. Wybierz górną płaszczyznę poprzedniego wyciągnięcia i ponownie utwórz szkic oraz wyciągnięcie.
4. Teraz kliknij dwukrotnie drugi szkic i zmodyfikuj go tak, aby jego długość przebiegała wzdłuż kierunku X. W ten sposób zostanie odtworzone drugie wyciągnięcie. Trzeci szkic i wyciągnięcie pozostaną w tym samym miejscu.
5. Teraz ponownie kliknij dwukrotnie drugi szkic i dopasuj jego punkty tak, aby część z nich znalazła się poza granicami zdefiniowanymi przez pierwsze wyciągnięcie. W ten sposób drugie wyciągnięcie obliczy się poprawnie, ale w widoku drzewa pojawi się błąd w trzecim wyciągnięciu.
6. Po uwidocznieniu trzeciego szkicu i wyciągnięcia widać wyraźnie, że obliczanie nowej bryły nie przebiegło poprawnie. Trzeci szkic, zamiast opierać się na górnej powierzchni drugiego wyciągnięcia, pojawia się w dziwnym miejscu, ze swoją normalną skierowaną w kierunku X. Skutkuje to tym, że wyciągnięcie tego szkicu nie jest poprawne, ponieważ wyciągnięcie to byłoby odłączone od reszty zawartości bryły, co jest niedozwolone.
Wydaje się, że problem polega na tym, że gdy zmodyfikowano drugi szkic, nazwa górnej powierzchni drugiego wyciągnięcia została zmieniona z Face13
na Face14
. Trzeci szkic jest dołączony do Face13
tak jak pierwotnie, ale ponieważ ta powierzchnia znajduje się teraz z boku (a nie na górze), szkic podąża za jej orientacją i jest teraz nieprawidłowo umieszczony.
7. Aby rozwiązać ten problem, należy ponownie zmapować trzeci szkic do górnej powierzchni. Zaznacz szkic, kliknij wielokropek (trzy kropki) obok właściwości DANETryb dołączenia i ponownie wybierz górną powierzchnię drugiego wyciągnięcia. Wtedy szkic zostanie przeniesiony na wierzch istniejącej bryły, a trzecie wyciągnięcie zostanie wygenerowane bez problemów.
Przemapowanie szkicu w ten sposób może być wykonywane za każdym razem, gdy wystąpi błąd nazewnictwa topologicznego, jednak może to być uciążliwe, jeśli model jest skomplikowany i jest wiele takich szkiców, które wymagają korekty.
Rozwiązanie
Graf zależności jest narzędziem, które jest pomocne w obserwowaniu zależności pomiędzy różnymi zawartościami w dokumencie. Użycie oryginalnego przepływu pracy modelowania ujawnia bezpośrednią zależność, jaka istnieje między szkicami a wyciągnięciami. Podobnie jak w przypadku łańcucha, łatwo zauważyć, że ta bezpośrednia zależność będzie podlegała problemom z nazewnictwem topologicznym, jeśli któreś z ogniw sekwencji ulegnie zmianie.
Jak wyjaśniono na stronie Edycja cech, rozwiązaniem tego problemu jest obsługa szkiców nie na powierzchniach, lecz na płaszczyznach odniesienia, które są odsunięte od głównych płaszczyzn położenia odniesienia zawartości.
1. Zaznacz punkt położenie odniesienia Zawartości i upewnij się, że jest on widoczny. Następnie wybierz płaszczyznę XY i kliknij w narzędzie Płaszczyzna. W oknie dialogowym Odsunięcie dołączenia nadaj jej odsunięcie w kierunku Z, tak aby płaszczyzna odniesienia była współpłaszczyznowa z górną powierzchnią pierwszego wyciągnięcia.
2. Powtórz proces, ale tym razem dodaj większe odsunięcie, tak aby druga płaszczyzna odniesienia była współpłaszczyznowa z górną powierzchnią drugiego wyciągnięcia.
3. Zaznacz drugi szkic, kliknij elipsę obok właściwości DANETryb dołączenia, a następnie wybierz pierwszą płaszczyznę odniesienia. Płaszczyzna odniesienia jest już odsunięta od płaszczyzny XY zawartości, więc w przypadku szkicu nie jest wymagane dodatkowe odsunięcie Z.
4. Powtórz tę procedurę z trzecim szkicem i wybierz drugą płaszczyznę odniesienia jako podporę. Również w tym przypadku nie jest konieczne dodatkowe przesunięcie w kierunku Z.
5. Na wykresie zależności widać teraz, że szkice i wyciągnięcia są obsługiwane przez płaszczyzny odniesienia. Ten model jest bardziej stabilny, ponieważ każdy szkic można modyfikować w zasadzie niezależnie od siebie.
6. Kliknij dwukrotnie drugi szkic i zmodyfikuj jego kształt. Drugie wyciągnięcie powinno zostać natychmiast zaktualizowane, nie powodując problemów topologicznych z trzecim szkicem i trzecim wyciągnięciem.
7. W rzeczywistości każdy szkic można modyfikować bez ingerencji w inne wyciągnięcie. Tak długo, jak wyciągnięcia mają wystarczającą długość wyciskania, tak że dotykają się i tworzą przylegającą bryłę, cała bryła będzie poprawna.
Uwagi końcowe
Dodawanie obiektów punktów odniesienia wymaga więcej pracy od użytkownika, ale w efekcie końcowym daje bardziej stabilne modele, które w mniejszym stopniu podlegają problemowi nazewnictwa topologicznego.
Oczywiście obiekty układu odniesienia można utworzyć przed narysowaniem szkiców i wykonaniem wyciągnięć. Może to być pomocne w wizualizacji przybliżonego kształtu i wymiarów ostatecznej bryły.
Płaszczyzny odniesienia mogą być także oparte na innych płaszczyznach odniesienia. Tworzy to łańcuch zależności, który również może powodować problemy topologiczne. Ponieważ jednak płaszczyzny odniesienia są bardzo prostymi obiektami, ryzyko wystąpienia takich problemów jest mniejsze niż w przypadku, gdy jako podparcie wykorzystuje się powierzchnię obiektu bryłowego.
Obiekty układu odniesienia, punkty, linie, płaszczyzny oraz układy współrzędnych, mogą być również przydatne jako geometria odniesienia, czyli jako pomoce wizualne pokazujące ważne cechy modelu, nawet jeśli nie jest do nich bezpośrednio dołączony żaden szkic.
Odnośniki internetowe
- Projekt części: Zaokrąglenie - Nazewnictwo topologiczne.
- Nazewnictwo topologiczne, moje zdanie: możliwe rozwiązanie, autor: realthunder.
- Projekt nazewnictwa topologicznego: pomysł na rozwiązanie problemu, autorstwa ickby.
- Skrypty danych topologicznych.
- Edycja cech: zawiera alternatywne porady dotyczące stabilnych technik modelowania.
Filmy
- Dlaczego moje modele FreeCAD się psują? - Problem nazewnictwa topologicznego: Wideo wyjaśnienie podstawowych zagadnień związanych z Problem nazewnictwa topologicznego.
- FreeCAD jest fundamentalnie uszkodzony! - Co teraz... Pomóż mi zdecydować...: Wideo autorstwa Maker Tales
- Jak zacząć
- Instalacja: Pobieranie programu, Windows, Linux, Mac, Dodatkowych komponentów, Docker, AppImage, Ubuntu Snap
- Podstawy: Informacje na temat FreeCAD, Interfejs użytkownika, Profil nawigacji myszką, Metody wyboru, Nazwa obiektu, Edytor ustawień, Środowiska pracy, Struktura dokumentu, Właściwości, Pomóż w rozwoju FreeCAD, Dotacje
- Pomoc: Poradniki, Wideo poradniki
- Środowiska pracy: Strona Startowa, Architektura, Assembly, CAM, Rysunek Roboczy, MES, Inspekcja, Siatka, OpenSCAD, Część, Projekt Części, Punkty, Inżynieria Wsteczna, Robot, Szkicownik, Arkusz Kalkulacyjny, Start, Powierzchnia 3D, Rysunek Techniczny, Test Framework, Web
- Strona rysunku: Wstaw nową domyślna stronę rysunku, Szablon strony, Przerysuj stronę, Drukuj wszystkie strony
- Widok: Wstaw widok, Aktywny widok, Grupa rzutów, Widok przekroju, Przekrój złożony, Widok szczegółu, Wstaw widok obiektu środowiska Kreślenie, Wstaw widok obiektu środowiska Architektura, Wstaw widok arkusza kalkulacyjnego, Wstaw grupę wycinków, Udostępnij widok, Rzut kształtu
- Wymiarowanie: Wymiar długości, Wstaw wymiar poziomy, Wstaw wymiar pionowy, Wymiaruj promień, Wymiar średnicy, Wymiaruj kąt, Wymiaruj kąt na podstawie trzech punktów, Wymiar poziomy, Wymiar pionowy, Powiązanie wymiaru, Dymek, Wymiar długości w aksonometrii, Wymiar przestrzenny, Napraw wymiar
- Dekoracje: Zakreskuj, Kreskowanie geometryczne, Symbol, Obraz, Włącz / wyłącz wyświetlanie ramek
- Adnotacje: Nowa adnotacja, Linia odniesienia, Adnotacja w postaci tekstu sformatowanego, Geometria pomocnicza - wierzchołek, Punkt środkowy, Kwadrant, Dodaj linię środkową do ściany, Dodaj linię środkową pomiędzy dwoma liniami, Dodaj linię środkową pomiędzy dwoma punktami , Dodaj linię pomocniczą wytyczoną przez dwa punkty, Dodaj okrąg kosmetyczny, Zmień wygląd linii, Wyświetl / ukryj niewidoczne krawędzie, Symbol spawalniczy, Symbol wykończenia powierzchnii, Pasowanie wału / otworu
- Rozszerzenia:
- Atrybuty i modyfikacje: Wybierz Atrybuty linii, odstępy między kaskadami, Zmień atrybuty linii, Przedłużenie linii, Skróć linie, Zablokuj / odblokuj widok, Wyrównaj widok przekroju, Wyrównaj ciąg wymiarów poziomych, Wyrównaj ciąg wymiarów pionowych, Wyrównaj ciąg wymiarów ukośnych, Wymiar poziomy kaskadowo, Wymiar pionowy kaskadowo, Wymiar ukośny kaskadowo, Opis - pole powierzchni, Oblicz długość łuku dla zaznaczonych krawędzi, Rozszerzenie dostosuj format
- Linie środkowe i gwinty: Oś otworu, Rozszerzenie Osie otworów w okręgu, AGeometria pomocnicza dla otworu gwintowanego, widok z boku, Geometria pomocnicza dla otworu gwintowanego, widok od dołu, Geometria pomocnicza dla gwintu śruby, widok z boku, Geometria pomocnicza dla śruby, widok od dołu, Utwórz wierzchołki w przecięciu, Geometria pomocnicza obwodu, Geometria pomocnicza łuku, Geometria pomocnicza okręgu przez trzy punkty, Rozszerzenie Linia równoległa, Rozszerzenie Linia prostopadła
- Wymiarowanie: Seria wymiarów poziomych, Seria wymiarów pionowych, Seria wymiarów ukośnie, Seria kaskadowych wymiarów poziomo, Seria kaskadowych wymiarów pionowo, Seria kaskadowych wymiarów ukośnie, Wymiar poziomy fazki, Wymiar pionowy fazki, Długość łuku, Symbol średnicy '⌀', Symbol kwadratu '〼', Usuń symbol wiodący, Zwiększenie dokładności, Zmniejszenie dokładności
- Narzędzia struktury: Część, Grupa
- Narzędzia wspomagające: Utwórz zawartość, Nowy szkic, Edycja szkicu, Mapuj szkic na ścianę
- Narzędzia do modelowania
- Narzędzia do ustalania położenia punktów odniesienia: Utwórz punkt odniesienia, Utwórz linię odniesienia, Utwórz płaszczyznę odniesienia, Układ współrzędnych, Łącznik kształtu, Łącznik kształtów podrzędnych, Utwórz klon
- Narzędzia addytywne: Wyciągnięcie, Wyciągnij przez obrót, Wyciągnięcie przez profile, Wyciągnięcie po ścieżce, Addytywna helisa, Addytywny sześcian, Addytywny walec,Addytywna sfera, Addytywny stożek, Addytywna elipsoida, Addytywny torus, Addytywny graniastosłup, Addytywny klin
- Narzędzia subtraktywne: Kieszeń, Otwór, Rowek, Subtraktywne wyciągnięcie przez profile, Subtraktywne wyciągnięcie po ścieżce, Subtraktywna helisa, Subtraktywny sześcian, Subtraktywny walec, Subtraktywna sfera, Subtraktywny stożek, Subtraktywna elipsoida, Subtraktywny torus,Subtraktywny graniastosłup, Subtraktywny klin
- Narzędzia do transformacji: Odbicie lustrzane, Szyk liniowy, Szyk kołowy, Transformacja wielokrotna, Skaluj
- Narzędzia ulepszające: Zaokrąglenie, Fazka, Pochylenie ścian, Grubość
- Funkcje logiczne Funkcje logiczne
- Dodatki: Przenieś, Koło łańcuchowe, Koło zębate ewolwentowe, Kreator projektowania wału
- Narzędzia menu kontekstowego: Ustaw czubek, Przenieś cechę, Przenieś cechę w drzewie, Wygląd zewnętrzny, Ustaw kolor
- Bryły pierwotne: Prostopadłościan, Walec, Sfera, Stożek, Torus, Rura, Bryły pierwotne, Konstruktor kształtu
- Tworzenie i modyfikacja: Wyciągnij, Wyciągnij przez obrót, Odbicie lustrzane, Zaokrąglenie, Fazka, Utwórz ścianę z linii łamanych, Powierzchnia prostokreślna, Wyciągnięcie przez profile, Wyciągnięcie po ścieżce, Przecięcie, Przekrój poprzeczny, Odsunięcie 3D, Odsunięcie 2D, Grubość, Rzutowanie na powierzchnię, Mocowanie
- Funkcje logiczne: Utwórz złożenie, Rozbij złożenie, Filtr złożeń, Funkcje logiczne, Wytnij, Połączenie, Część wspólna, Przyłącz, Dołącz do osadzenia, Wycięcie połączenia, Funkcja logiczna rozdzielająca, Pokrój część, Krojenie, XOR
- Wymiarowanie: Wymiarowanie liniowe, Wymiarowanie kątowe, Odśwież wymiary, Usuń wymiary, Przełącz widoczność wymiaru, Przełącz widoczność wymiarów przestrzennych, Przełącz widoczność wymiarów przyrostowych