CAD Objekte erstellen

Transkript

1 CAD Objekte erstellen CAD 4. Semester Die beiden seitlichen Werkzeugkästen Die beiden seitlichen Werkzeugkästen sind der Dreh und Angelpunkt zum erstellen von eigenen Objekten. Es gibt eine klare Hierarchie. Die einfachsten Objekte sind Punkte, gefolgt von Linien, dann von Flächen und zuletzt Volumenkörpern. Dieser Hierarchie folgend sind die beiden Werkzeugkästen aufgebaut. Punkte Linien sind der einfachste Objekttyp, werden nicht so häufig gebraucht, spielen nur eine untergeordnete Rolle) Verbindung zwischen zwei Punkten Flächen geschlossene Linien können in Flächen umgewandelt, und aus Flächen wieder Linien extrahiert werden Volumenkörper Flächen können zu Flächenverbänden und Volumenkörpern zusammengesetzt werden. Bearbeitungswerkzeuge für Objekte im allgemeinen Was sofort auffällt ist, das von allen Objekttypen die Linien den meisten Platz einnehmen. Dies entspricht auch ihrer Bedeutung. Die Kenntnis der Linienbefehle und ihrer Bearbeitungsmöglichkeitenist die absolute Grundlage zum erstellen von eigenen Konstruktionen. Linien Im folgenden werden nur die wichtigsten Linientypen un ihre Bearbeitungsmöglichkeiten vorgestellt. Der einfachstelinientyp sind Geraden. Der Werkzeugkasten für gerade Linien verbirgt sich hinter der Schaltfläche für Polylinien. Von allen Befehlen konzentrieren wir uns vorerst nur auf die Befehle Polylinie und Linie. Polyinie Der entscheidende Unterschied zwischen beiden ist, dass mit Polylinie mehrere zusammenhängende Liniendirekt hintereinander erzeugen kann, während man mit Linie nur eine einzelne Linie erzeugt. 8

2 Der Befehl Linie Man definiert eine Linie durch eine Start- und eine Endpunkt. Alle Eingaben von Punkten erfolgen mit der linken Maustaste. Nach Eingabe des Startpunktes kann man durch numerische Eingabe eine bestimmte Länge definieren. Mit dem Endpunkt wird dann nur noch die Richtung der Linie definiert. Der Befehl Polylinie Das was für die Linie gilt, trift auch für die Polylinie zu. Mit jedem linken Mausklick fügt man der Polylinie ein weiteres Segment zu. Man kann den Befehl mit der Escape-Taste (Esc) oder mit der rechten Maustaste abbrechen. Kurven Der zweite wichtige Werkzeugkasten ist für Kurven. Dieser befindet sich unter dem Symbol für Kurve aus Kontrollpunkten. Der wichtigste Befehl in diesem Werkzeugkasten ist Kurve: Punkte interpoliert. Kurve aus Kontrollpunkten Ein wichtiges Detail was man zu Kurven wissen sollte ist, dass sie keinen festen Radius haben, sondern, dass sie ähnlich wie eine Elypse über unterschiedliche Radien verfügen. Dies ist der Unterschied auch zum Bogen, der eigentlich nur einen Kreisausschnitt darstellt. Der Befehl Kurve: Punkte Interpoliert Bei diesem Befehl verhält es sich wie mit der Polylinie. Man kann mit der linken Maustaste beliebig viele Kurvenknotenpunkte setzen. Indem man auf den Startpunkt der Kurve klickt stellt man eine geschlossene Kurve her. Wenn man eine offene Kurve will, muss man den Befehl nach dem letzten gesetzten Kurvenknotenpunkt mit der rechten Maustaste abbrechen. Kreise Auch das zeichnen von Kreisen wird sehr häufig benötigt. Der am häufigsten benutzte Befehl ist Kreis: Mitte, Radius. Unter diesem befindet sich auch der entsprechende Werkzeugkasten mit einer Fülle von Optionen zum erstellen von Kreisen. Kreis: Mitte, Radius Ein wichtiges Detail was man zu Kurven wissen sollte ist, dass sie keinen festen Radius haben, sondern, dass sie ähnlich wie eine Elypse über unterschiedliche Radien verfügen. Dies ist der Unterschied auch zum Bogen, der eigentlich nur einen Kreisausschnitt darstellt. 9

3 Der Befehl Kreis: Mitte, Radius Bei dieser wichtigsten Variante zur Erstellung eines Kreises wird zuerst das Zentrum des Kreises definiert und dann sein Radius. Dieser kann sowohl durch eine Nummerische Eingabe als auch durch einen Mausklick definiert werden. Man kann durch einen einfachen Mausklick auf die entsprechende Option in der Menüleiste zwischen der Option Radius und Durchmesser wählen. Das Programm merkt sich diese Entscheidung und behält sie bei erneuten betätigen des Befehls bei. Der Befehl Kreis: Durchmesser Bei diesem Befehl wird der Kreis durch den Durchmesser definiert. Auch hier kann der Durchmesser entweder nummerisch oder durch die linke Maustaste definiert werden. Der Befehl Kreis: Tangente, Tangente, Radius Dieser Befehl spielt vor allem dann eine Rolle wenn einen Kreis mit einem bestimmten Radius in einer Ecke oder einem Winkel platzieren möchte. Auch wenn der Tangentenfang automatisch aktiv ist Polygone In diesem Fall bezeichnen wir als Polygon ein gleichseitiges Vieleck. Dies ist insofern wichtig, da der Begriff Polygon auch in einem anderen Zusammenhang noch einmal benutzt wird. Der Werkzeugkasten für die Polygone befindet sich unter dem Symbol Polygon: Mitte, Radius. Polygon: Mitte, Radius Ein wichtiges Detail was man zu Kurven wissen sollte ist, dass sie keinen festen Radius haben, sondern, dass sie ähnlich wie eine Ellipse über unterschiedliche Radien verfügen. Dies ist der Unterschied auch zum Bogen, der eigentlich nur einen Kreisausschnitt darstellt. Der Befehl: Polygon: Mitte, Radius Wichtig bei diesem Befehl ist, dass man die Seitenzahl angibt, bevor man den Mittelpunkt des Polygons festlegt. Man kann auch noch danach die Seitenzahl ändern wenn man in der Befehlszeile in das entsprechende Schriftfeld klickt. Anschließend kann man die Seitenzahl nummerisch ändern. Auch die anderen Optionen die in der Befehlszeile angezeigt werden sollten einfach mal ausprobiert werden. 10

4 CAD Objekte bearbeiten CAD 4. Semester Allgemeine Bearbeitungswerkzeuge Die Allgemeinen Bearbeitungswerkzeuge können für fast alle Objekte (Linien, Flächen, Volumenkörper) angewandt werden. Sie befinden sich im unteren Drittel der seitlichen Werkzeugleisten. Verbinden / Zerlegen Trimmen / Teilen Gruppieren / Gruppe auflösen Bearbeitungspunkte ein / aus Verschieben Kopieren Drehen / 3D Drehen 3D Skalieren / 2D Skalieren Im Folgenden werden nur die wichtigsten Werkzeuge beschrieben. Die anderen Werkzeigkästen und die darin enthaltenen Befehle werden an anderer Stelle beschrieben. Verbinden / Zerlegen Nur wenn Linien miteinander verbunden (zusammengepuzzelt) sind kann man daraus eine Fläche erzeugen. Wichtigste Voraussetzung dafür ist, dass die Linienenden exakt aufeinander liegen und dass es kein offenes Ende gibt. Aus Flächen kann man wiederum Flächenverbände beziehungsweise geschlossene Flächenverbände (Volumenkörper)herstellen. Wo bei Linien die Endpunkte exakt aufeinander liegen müssen, sind dies bei Flächen die Kanten. Mit dem Befehl zerlegen kann man zusammengepuzzelte Linienen und Flächenverbände wieder aufsprengen. Mit der rechten Maustaste kann man auch eine einzelne Flächen aus einem Flächenverband herauslösen ohne diesen komplett zu zersprengen. Gruppieren / Gruppe auflösen Dieser Befehl darf nicht mit Verbinden verwechselt werden. Gruppieren ist nur eine lose Zusammenfassung von markierten Objekten. Dies können auch Objekte unterschiedlichsten Typs sein, die sich uch an weit voneinander entfernten Stellen befinden. Der Befehl kann mit dem Tastenkürzel STRG und G ausgeführt werden. 12

5 Trimmen Mit dem Befehl Trimmen können Linien und Flächen mit Hilfe anderer Linien und Flächen auf eine bestimmte Größe gestutzt werden. Dies ist insofern wichtig, weil nur Objekte zusammengepuzzeln werden können, deren Endpunkte oder Kanten exakt aufeinander liegen. Zuerst wird man von dem Befehl aufgefordert ein Trimmobjekt auszuwählen. Dieses Objekt fungiert als Messer und muss die Objekte die gestutzt werden sollen schneiden. Man kann beliebig viele Trimmobjekte auswählen, muss dies aber mit der Eingabetaste bestätigen. Danach kann man auf die Linienbereiche klicken die getrimmt werden sollen. Trimmobjekt auswählen Das zu trimmende Objekt anklicken Der Befehl kann mit der ESC Taste oder der rechten Maustaste abgebrochen werden. Als kleiner Tipp: 1.oft bietet es sich an alle Linien zu markieren und dann den Befehl zu aktivieren, und 2. man sollte Linien mit Linien und Flächen mit Flächen trimmen. Teilen Der Name sagt eigentlich schon alles. Im Gegensatz zum trimmen wird hier nichts weggeschnitten, sondern die Objekte entlang des Messers in zwei Hälften geteilt. Der Befehl Teilen unterscheidet sich auch in einem weiteren wichtigen Punkt vom Teilen: zuerst muss nämlich das zu teilende Objekt ausgewählt werden, und dann erst das Messer. Dieses heißt übrigens auch beim Teilen seltsamerweise Trimmobjekt. 2D Rotation (Drehen) Auch hier muss zuerst ein Objekt ausgewählt in diese Auswahl bestätigt werden (Eingabe oder rechte Maustaste, nur zur Erinnerung). Danach wird man vom Programm aufgefordert eine Mitte der Rotation zu definieren. Dies ist der Punkt um den gedreht wird, quasi unser Scharnier sitzt (auch noch mal zur Erinnerung: Punkte werden mit der linken Maustaste definiert). Natürlich spielt es auch eine Rolle in welchem Ansichtsfenster man diesen Punkt definiert, da das Objekt immer nur auf der jeweiligen Konstruktionsebene gedreht werden kann. Nun hat man zwei Möglichkeiten den Winkel zu definieren. Ersten Möglichkeit: nummerisch einen Winkel zwischen 0 und 360 angeben. Dabei ist zu beachten, dass in mathematischer Drehrichtung gedreht wird, also entgegengesetzt des Uhrzeigersinns. Wenn man ein Minus vor die Zahl setzt wird das Objekt im Uhrzeigersinn gedreht. Mittelpunkt der Rotation wählen Erster Referenzpunkt Zweiter Referenzpunkt Zweite Möglichkeit: einen Winkel über Referenzpunkte definieren. Dabei kann man ein Objekt nach Gefühl, oder an exakten Punkten ausrichten. Es empfiehlt sich die Konstruktionshilfe Ortho dafür auszuschalten, außer man möchte ein Objekt in exakten 90 winkeln verdrehen. 13

6 Kopieren Der Befehl Kopieren besitzt eine Struktur, die dem Befehl Verschieben sehr ähnlich ist. Denn auch hier wir nach einem Starpunkt der Kopie und einem neuen Standort gefragt. Die Frage nach dem neuen Standort wiederholt sich automatisch wenn man in dem Befehl ist, das heißt: man kann beliebig viele Kopien erstellen. Auch hier kann der Befehl entweder über die rechte Maustaste oder die ESC Taste abgebrochen werden. Der Befehl 3D-Skalieren Unter Skalieren versteht man allgemein eine Größenveränderung. Unter diesem Befehl verstecken sich gleich vier Befehle die alle mit Größenänderungen zu tun haben. 3D / 2D skalieren 1D skalieren Ungleichmäßig skalieren Von links nach rechts sind dass das 3D skalieren (mit rechter Maustaste 2D skalieren), das 1D skalieren und das ungleichmäßig skalieren. Beim 3D skalieren wir die Größenänderung in allen 3 Dimensionen (Richtungen) des Raumes gleichmäßig vorgenommen, beim 2D skalieren in zwei und beim 1D skalieren in eine. Beim ungleichmäßigen skalieren können die Skalierfaktoren in den 3 Raumrichtungen frei gewählt werden. 3D skalieren 2D skalieren 1D skalieren Die Befehlsstruktur aller Skalierbefehle ähnelt der des Befehls Rotieren. Man hat also die Wahl zwischen einer nummerischen Eingabe und der Verwendung von Referenzpunkten. Als erstes stellen wir die nummerische Eingabe vor. Wichtig: egal welchen Weg man wählt... Immer auf die Befehlszeile achten! Als erstes brauchen wir einen Ursprungspunkt. Diesen definieren wir mit der linken Maustaste. Danach benötigt das Programm einen ersten Referenzpunkt oder einen Skalierfaktor. Dieser besagt um welchen Faktor unser Objekt kleiner oder größer gemacht wird (z.b.: Bei 2 wird es doppelt so groß, bei 0.5 um die Hälfte kleiner). Ursprungspunkt Skalierfaktor 0.5 Skalierfaktor 2 14

7 Beim skalieren über die Referenzpunkte bietet es sich an, den Ursprungspunkt an dem Objekt zu definieren. Danach erfolgt eine Definition der Größe über das setzen von Referenzpunkten. Rein theoretisch ist es vollkommen egal, wo diese Punkte gesetzt werden. Der erste Referenzpunkt und sein Abstand zum Ursprungspunkt steht dabei für die ursprüngliche Größe. Wenn der zweite Referenzpunkt weiter entfernt von dem Ursprungspunkt weg ist dann wird das Objekt größer, liegt er näher an ihm als der erste so wir das Objekt kleiner. Ursprungspunkt Erster Referenzpunkt Zweiter Referenzpunkt Das Skalieren mit Hilfe der Referenzpunkte kann ebenso wie das Skalieren mit Hilfe eines Skalierfaktor bei jedem der vier Skalierungsbefehle angewandt werden. Der Befehl Bearbeitungspunkte ein Auch wenn sich dieser Befehl bei den allgemeinen Bearbeitungsbefehlen befindet, so lassen sich damit nur Linien bearbeiten. Mit dem rechts daneben liegenden Befehl Kontrollpunkte lassen sich hingegen nur einzelne Flächen bearbeiten. Alle Linien lassen sich über die Funktion Bearbeitungspunkte ein nachträglich modifizieren. Man kann nachdem die Bearbeitungspunkte eingeblendet wurden sind, diese über drag and drop oder den Befehl Verschieben neu anordnen. Bearbeitungspunkt verschieben Bearbeitungspunkte eingeblendet Bearbeitungspunkte ausgeblendet Da eine Linie solange die Bearbeitungspunkte aktiviert sind nicht als solche anzuklicken ist sollten diese nach vorgenommener Modifikation wieder ausgeschaltet werden. Dies geschieht über einen klick mit der rechten Maustaste auf das Ikon des Befehls Bearbeitungspunkte ein, da sich darunter gleichzeitig die Funktion Bearbeitungspunkte ausblenden befindet. Man kann die Anzahl und die Dichte der Bearbeitungspunkte von Linien steuern. Unter den speziellen Bearbeitungsbefehlen für Linien befindet sich der Befehl Kurve neuaufbauen. In dem entsprechenden Dialogfeld kann die Punktanzahl verringert oder vergrößert werden. Kurve neuaufbauen Bei einer stark verringerten Punktzahl kann die Kurve sich aber in ihrer Form stark verändern, da komplexe Kurven eine bestimmte Mindestanzahl von Punkten brauchen. 15

8 CAD Linien bearbeiten CAD 4. Semester Bearbeitungswerkzeuge für Linien Neben den allgemeinen Bearbeitungswerkzeugen erfordert jeder Objekttyp spezielle Werkzeuge mit denen diese bearbeitet und modifiziert werden können. Für die Linien befindet sich dieser Werkzeugkasten unter dem Symbol Kurven verrunden. Der entsprechende Werkzeugkasten heißt Bearbeitungswerkzeuge für Kurven Kurven verrunden Im folgenden werden die wichtigsten Befehle aus diesem Werkzeugkasten beschrieben. Auch hier empfiehlt es sich die restlichen Befehle durch ausprobieren zumindest einmal kennen zu lernen. Der Befehl Parallelkurve Der Befehl Parallelkurve dient dazu eine parallele Kopie einer Linie in einem bestimmten Abstand zu erzeugen. Wichtig ist dieser Befehl vor allem, wenn es darum geht einem Profil oder einer Kontur eine Materialstärke zuzuweisen. Wichtig ist es zu wissen, dass die Kurven lotrecht versetzt werden. Das heißt, dass zum Beispiel ein Kreis der nach außen versetzt wird, in seinem Radius um den Versatzabstand größer wird. Der Befehl Kurven verrunden Dieser Befehl dient dazu Kanten abzurunden. Dafür müssen sich zwei Linien mit Ihren Linienenden exakt treffen. Ob diese lose oder zusammengepuzzelt sind spielt keine Rolle. Der Abrundungsradius muss nummerisch eingegeben werden. Das einzige worauf man achten muss ist, dass dieser Radius die Länge der Linie oder des Liniensegments nicht überschreiten darf. Kurven neu aufbauen Wenn man zum Beispiel eine Kurve interpoliert gezeichnet hat, kann man nachträglich die Anzahl der Punkte erhöhen oder verringern. Diese können dann mit dem Befehl Bearbeitungspunkte einblenden angezeigt und einzeln verschoben werden. Auf die Möglichkeiten dieses Befehls wird bei dem Befehl Bearbeitungspunkte ein ( Seite 15) bei den allgemeinen Bearbeitungsbefehlen eingegangen. 16

9 Der Befehl Kurve verlängern Der Befehl Kurve verlängern dient dazu Geraden und Kurven die zu kurz sind zu verlängern. Unter dem eigentlichen Befehl verstecken sich noch weitere Werkzeuge zum verlängern und weiterführen von Linien. Bei dem Standardbefehl wird die Linie als Gerade bis zu einem auszuwählenden Begrenzungsobjekt (Linie) weitergezeichnet, unabhängig davon, ob es sich um eine freie Kurve, eine Bogen oder eine Gerade handelt. Kurven verlängern Mit Linie verlängern Wenn man eine Linie einfach als solche gerade verlängern möchte, bietet sich der Befehl mit Linie verlängern an. Dabei spielt es keine Rolle ob man nun eine Gerade, eine Kurve oder einen Bogen verlängert; Die Verlängerung ist immer eine Gerade. Die Länge der Verlängerung kann frei gewählt werden, entweder nummerisch oder durch Mausklick. Mit Kurve verlängern, weicher Übergang Man kann Linien auch als Kurven verlängern. Auch hier spielt es keine Rolle ob es sich bei der zu verlängernden Linie um einegerade, Kurve oder einen Bogen handelt. Die Länge und Richtung der Verlängerung kann frei mit Mausklick gewählt werden. Die Kurve verhält sich dabei wie die Kurve, Punkte interpoliert. Mit Bogen an Punkt verlängern Wenn man einen Kreisbogen, eine Linie oder eine Kurve mit einem Bogen weiterführen möchte, kann man dies mit dem Befehl Mit Bogen an Punkt verlängern. Der Radius des Bogens kann mit einem Mausklick frei gewählt werden. Mit Bogen verlängern, Radius beibehalten Dieser Befehl kann nur auf Kreisbögen oder Kurven angewendet werdn, da eine Gerade keinen Radius automatisch vorgeben kann.bei Kurven wird der Radius genommen, der an dem Endpunkt anliegt, an dem verlängert wird. 17

10 CAD Die Layersteuerung CAD 4. Semester Layer Mit dem Begriff Layer werden Objektebenen bezeichnet. Diese sind nicht mit den Konstruktionsebenen zu verwechseln und haben nichts mit diesen zu tun. In Rhino erstellte Objekte können verschiedenen Layern zugewiesen werden. Layer sind eine Methode zur Organisierung von Objekten, damit diese besser bearbeiten oder auf eine bestimmte Weise kontrollieren werden können. Das Ikon für die Ebenensteuerung befindet sich in der oberen Werkzeugleiste direkt neben der HIDE Funktion. Der Befehl heißt Ebenen bearbeiten. Werkzeugkasten zum erstellen und bearbeiten von Ebenen In dem Menü Ebenen bearbeiten befinden sich Werkzeuge, um die Ebenen in Ihrem Modell zu verwalten. Dort kann man Layer neu erstellen und diesen die Objekte zuweisen. Zur besseren Unterscheidung sollten den Layern unterschiedliche Farben zugewiesen werden. Alle Objekte auf diesem Layer werden dann in der ausgewählten Farbe angezeigt. Wenn sich Objekte auf einer Ebene befinden, können Sie alle auf einmal aktiviert/deaktivieren, ein/ ausgeblendet, und gesperrrt werden. Ist eine Ebene aktiviert, werden alle Objekte die neu erstellt werden auf dieser Ebene erzeugt und auch entsprechend farblich dargestellt. Befehlszeile Farben Materialeigenschaften Aktivieren/deaktivieren Sperren Ein/ausblenden Linientypen Druckbreite Man kann den einzelnen Ebenen auch Materialeigenschaften zuweisen, aber damit sollte man vorsichtig umgehen. Auf das warum wird im Kapitel Rendern noch einmal eingegangen. So haben die Farben der Ebenen zum Beispiel nichts mit der Darstellung der Materialfarben beim Rendern zu tun. Am oberen Rand des Menüs gibt es eine Befehlszeile mit wichtigen Grundfunktionen. 24

11 Befehlsleiste für Ebenen In der Befehlsleiste für den Befehl Ebenen bearbeiten sind die wichtigsten Grundfunktionen um die Ebenen/Layer zu verwalten. Objekte für Ebenenänderung auswählen Erstellen Löschen Verschieben Die Symbole sind teilweise selbsterklärend. So kann man mit den beiden Symbolen ganz links neue Ebenen erstellen bzw. löschen. Mit den beiden Pfeilen nach oben und unten kann man eine ausgewählte Ebene in der Liste nach oben oder unten verschieben. Dies hat jedoch keine Auswirkung auf die Objekte in der Ebene. Objekte zwischen Ebenen verschieben Eine sehr wichtige Option ist, dass man Objekte für eine Ebenenänderung auswählen kann, das heißt, man kann Objekte zwischen den verschiedenen Layern hin und her verschieben kann. Ebene auswählen Objektebene ändern Um eine solche Ebenenänderung vorzunehmen muss man zuerst die neue Ebene auswählen. Das heißt nicht, dass man sie aktivieren muss (Häckchen in der linken Leiste), sondern, dass man auf den Namen der Ebene klickt, so das sie blau hinterlegt ist. Nun kann man mit einem Klick der rechten Maustaste ein Untermenü aufrufen in der es die Option Objektebene ändern gibt. Wenn man diese Option auswählt wird das ausgewählte Objekt (macht man besser bevor man in das Menü geht) in die ausgewählte Ebene verschoben. Ebenen umbenennen Wenn man mit der rechten Maustaste auf eineebene klickt, so öffnet sich ein Untermenü. In diesem finden sich einige Optionen die auch in der Befehlszeile für die Layer vorkommen. Untermenü öffnen Neuer Name Dort befindet sich auch die Möglichkeit einer Ebene / Layer einen neuen Namen zuzuweisen. Der Schnellzugriff auf die Ebenen Am unteren Rand der Benutzeroberfläche befindet sich Feld links neben den Konstruktionshilfen. Dort erkennt man sofort, welche Ebene aktiv ist und welche Farbe sie besitzt. 25