Studia podyplomowe „Informatyka Techniczna” 2006/07 Grafika Inżynierska – AutoCAD -Modelowanie trójwymiarowe 1

RYSUNEK IZOMETRYCZNY Płaszczyzna izometryczna – przekształcona płaszczyzna prostokątna, oparta na dwóch osiach układu współrzędnych. Obiekty rysowane z użyciem płaszczyzn izometrycznych sprawiają wrażenie obiektów przestrzennych, wykonanych na trzech osiach układu. Zmiana skoku w siatce z prostokątnego na izometryczny: 1. Wybrać w oknie dialogowym Ustawienia rysunkowe zakładkę Skok i siatka, a następnie

pozycję Skok izometryczny. 2. Wpisać w linii poleceń wyraz skok, a następnie: Określ skok lub [Tak/Nie/Różne/Obrót/Styl/tyP] <aktualny>: s Podaj styl siatki skoku [Standardowy/Izometryczny] <aktualny>: i Określ skok pionowy <aktualny>: 10 Przykład 1. Przełączyć Styl skoku z prostokątnego na izometryczny, zwrócić uwagę na zmiany w układzie punktów siatki. Uaktywnić płaszczyznę prawą korzystajac z przełącznika (klawisz F5 lub Ctrl-E). Przełączyć nim tyle razy, aż w linii poleceń ukaże się zgłoszenie: <izopłaszczyzna prawa>. Zwróć uwagę na zmiany położenia ramion kursora podczas wybierania odpowiedniej płaszczyzny. Uaktywnić narzędzie Linia i włączyć tryb Orto oraz Skok, następnie: Przesunąć kursor w prawo, aż do uzyskania linii długości 100.

Przesuń kursor w górę aż do uzyskania linii długości 30 .

Izopłaszczyzna prawa

Izopłaszczyzna lewa 30° 90°

150°

Izopłaszczyzna górna

Przesuń kursor w lewo do uzyskania linii o długości 100. Zamknij wielobok (z). Włącz izopłaszczyznę lewą, uaktywnij narzędzie Linia, następnie narysuj lewą ściankę podobnie jak prawą. Włącz izopłaszczyznę górną, uaktywnij narzędzie Linia i dorysuj dwie krawędzie tak, aby łącznie z górnymi krawędziami równoległoboków powstał romb. Każda izopłaszczyzna posiada własne osie odpowiednio przesunięte o 30°, 90° i 150° w stosunku do osi rysunku. W efekcie uzyskujemy izometryczny rysunek poglądowy.

Przykład 2. Na poprzednim rysunku uaktywnić narzędzie Elipsa:

Określ początek osi elipsy lub [łUk/śrOdek/Izo]: i Wybierz izopłaszczyznę górną. Określ środek okręgu izo - kliknij w miejscu przecięcia przekątnych rombu (narysuj linie pomocnicze lub skorzystaj z siatki). Określ promień okręgu izo tak, aby okrąg izo był wpisany w romb. Ponownie wybierz narzędzie Elipsa – izo. Wybierz płaszczyznę izometryczną prawą.

Studia podyplomowe „Informatyka Techniczna” 2006/07 Grafika Inżynierska – AutoCAD -Modelowanie trójwymiarowe 2 Określ środek okręgu izo – w punkcie równooddalonym od trzech jego krawędzi (użyj linii pomocniczych).

Określ promień okręgu izo – tak, aby okrąg izometryczny był wpisany w romb.

Przykład 3. Włacz izopłaszczyznę górną, następnie narysuj okrąg izometryczny o środku w punkcie 0,100 i promieniu 30. Wykorzystując narzędzie Kopiuj powiel pięciokrotnie utworzony okrąg, aż do otrzymania rys. 1. Na co drugim okregu, liczac od góry, utwórz narzędziem Linia z włączonym trybem Orto romb o przekątnych przecinających się w środku okręgu i boku równym 10. Połącz odpowiednie krawędzie wszystkich rombów, jak na rys. 2. Korzystając z narzędzi Utnij i

Wymaż usuń zbędne elementy tak, by otrzymać rys. 3. 3.2. 1.

Studia podyplomowe „Informatyka Techniczna” 2006/07 Grafika Inżynierska – AutoCAD -Modelowanie trójwymiarowe 3

Rozmieszczenie wydruku Przestrzeń modelu – 3-wymiarowa przestrzeń w której tworzymy i modyfikujemy rysunek 2- lub 3-wymiarowy. Przestrzeń wydruku (papieru) – symuluje kartki papieru. Rysowanie w przestrzeni papieru to rysowanie bezpośrednio na powierzchni kartki rozmieszczenia wydruku. Zakładki na dole obszaru rysunku: Model, Arkusz1, Arkusz2.

UKŁADY WSPÓŁRZĘDNYCH Globalny układ współrzędnych GUW Lokalny układ współrzędnych LUW (układ współrzędnych użytkownika) Płaszczyzna konstrukcyjna – płaszczyzna, na której są rysowane obiekty płaskie. Zmiana położenia i orientacji układu współrzędnych powoduje zmianę płaszczyzny konstrukcyjnej. Układ współrzędnych użytkownika można dowolnie ustawić w przestrzeni i dzięki temu rysowac obiekty na dowolnej płaszczyźnie. Każda rzutnia ma domyślnie swój własny układ współrzędnych, a więc i własną płaszczyznę konstrukcyjną.

LU

W

Naz

wan

y L

UW

Stan

dard

ow

y L

UW

Popr

zedn

i L

UW

Glo

baln

y U

W

LU

W

Obi

ekt

LU

W

Wid

ok

LU

W

Począt

ek

LU

W

Wek

tor

osi

Z LU

W 3

pu

nkty

LU

W

Obr

ót

kół

iL

UW

O

brót

kół

iL

UW

O

brót

kół

i

Sterowanie układami współrzędnych Narzędzia -> Nowy LUW -> opcja Poprzedni – przywołuje poprzedni układ współrzędnych Globalny – włącza globalny układ współrzędnych GUW Obiekt – układ współrzędnych przyczepiony do wskazanego obiektu, którego orientacja i położenie wyznacza orientację układu współrzędnych. Należy wskazać obiekt, do którego ma zostać przyczepiony układ współrzędnych. Powierzchnia – układ współrzędnych przyczepiony do ścianki bryły. Należy wskazać ściankę bryły. Po wskazaniu można wybrać kolejną ściankę albo obrócić układ o 180°. Widok – układ współrzędnych, którego płaszczyzna XY jest równoległa do płaszczyzny ekranu. Położenie początku układu nie ulega zmianie. Początek – układ współrzędnych umieszczony w nowym położeniu (przesunięcie początku LUW). Należy wskazać nowe położenie układu współrzędnych. Orientacja osi pozostaje bez zmian. Wektor osi Z – układ współrzędnych określony poprzez wektor osi Z. Należy wskazać nowe położenie początku układu oraz punkt leżący na dodatniej stronie osi Z. 3 punkty - układ współrzędnych określony na podstawie trzech wskazanych punktów. Pierwszy punkt określa początek układu, pozostałe dwa określają kierunki osi X i osi Y. Obrót wokół osi X – obraca układ współrzędnych względem osi X. Należy podać kąt obrotu LUW.

Studia podyplomowe „Informatyka Techniczna” 2006/07 Grafika Inżynierska – AutoCAD -Modelowanie trójwymiarowe 4 Obrót wokół osi Y – obraca układ współrzędnych względem osi Y. Obrót wokół osi Z – obraca układ współrzędnych względem osi Z. Zastosuj – ustawia bieżący (aktualny) LUW we wskazanej rzutni. Należy wskazać kursorem rzutnię, w której ma zostać ustawiony bieżący LUW i nacisnąć ENTER. Okno dialogowe LUW: LUW – uaktywnia polecenie LUW sterowane z linii poleceń. Zmiany będą dotyczyły bieżącego układu współrzędnych. Nowy – tworzy nowy układ współrzędnych. PrzEsuń – przesuwa początek układu współrzędnych. ProstoKątny – umożliwia wybór jednego z predefiniowanych układów ortograficznych: góra, dół, przód, tył, lewa, prawa. Poprzedni – uaktywnia poprzedni układ współrzędnych. Wywołaj – wywołuje układ współrzędnych, który został wcześniej zapisany opcją zApisz. ZApisz – zapisuje aktualny układ współrzędnych pod określoną nazwą. Usuń – usuwa układ współrzędnych o podanej nazwie. ZaStosuj – ustawia LUW z bieżącej rzutni we wskazanej rzutni. ? – wyświetla listę zapisanych układów współrzędnych. Globalny – uaktywnia globalny układ współrzędnych.

Oglądanie rysunku 3D Ustawienie punktu położenia obserwatora (kamery) w przestrzeni oraz kierunku w którym on patrzy (celu). Interaktywne wodzenie kamery umożliwia łatwe dopasowanie widoku w przestrzeni. Obiekty trójwymiarowe mogą się nawzajem zasłaniać. AutoCAD standardowo wyświetla na ekranie wszystkie linie obiektów – widoczne i zasłonięte. Użytkownik może nakazać w wybranych rzutniach chowanie linii zasłoniętych oraz cieniowanie. Tryb cieniowania określany jest indywidualnie dla każdej rzutni.

Punkt obserwacji

Narzędzie Kompas (Trójnóg) – wybranie punktu widzenia na powierzchni umownej sfery otaczającej

oglądane obiekty. Punkt na który nakierowana jest kamera znajduje się w środku sfery. Ustawienie markera + powoduje wybór punktu widzenia.

Biegun północny

Biegun południowy

Równik

Naz

wan

e w

idok

i

Wid

ok z

gó

ry

Wid

ok z

dołu

Wid

ok

z le

wej

Wid

ok

z pr

awej

Wid

ok

z pr

zodu

Wid

ok

z tyłu

Wid

ok

izom

etry

czny

SW

Wid

ok

izom

etry

czny

SE

Wid

ok

izom

etry

czny

NE

Wid

ok

izom

etry

czny

N

W

Studia podyplomowe „Informatyka Techniczna” 2006/07 Grafika Inżynierska – AutoCAD -Modelowanie trójwymiarowe 5

MODELOWANIE W PRZESTRZENI 3-WYMIAROWEJ a) Modele szkieletowe (krawędziowe) – składają się z linii modelujących szkielet obiektu

(domek budowany z zapałek). Narzędzia: LINIA, PLINIA, 3WPLINIA.

b) Modele ściankowe – składaja się z nieprzezroczystych ścianek odwzorowujących powierzchnię brzegową modelu (domek budowany z kart). Narzędzia: 3WPOW (ścianki), powierzchnie powstałe na bazie ścianki: 3WSIATKA, POWPROST, POWWALC, POWOBROT, POWKRAW, polipowierzchnie PPOW, pogrubione obiekty płaskie oraz powierzchnie predefiniowane: prostopadłościan, ostrosłup, klin, półkula, kula, stożek, torus i płat.

c) Modele bryłowe – odwzorowują wnętrze obiektu, mogace uwzględniać np. ciężar, rozszerzalnośc cieplną (domek budowany z klocków). Modelowanie bryłowe jest najwierniejsze, daje największe możliwości i jest najłatwiejsze. Realizowane za pomoca modułu ACIS. Narzędzia do tworzenia brył elementarnych: prostopadłościan, ostrosłup, stożek, walec i torus. Narzędzia do pogrubiania obiektów płaskich oraz wykonywania operacji logicznych na bryłach: dodawanie, odejmowanie, częśc wspólna i modyfikacj brył złożonych.

Każdy rodzaj modelowania ma swoją specyfikę, narzędzia edycyjne i tworzy obiekty innego typu. Nie zaleca się więc mieszania obiektów róznego rodzaju na jednym rysunku.

Współrzędne i filtry Filtry przepuszczają tylko niektóre współrzędne wskazanych na ekranie punktów, natomiast brakujące współrzedne wpisuje się z klawiatury. .X – przepuszcza tylko wartość współrz. X wskazanego punktu, wsp. Y i Z wpisujemy z klawiatury. .Y – przepuszcza tylko wart. wsp. Y wskazanego punktu, wsp. X i Z wpisujemy z klawiatury. .Z – przepuszcza tylko wart. wsp. Z wskazanego punktu, wsp. X i Y wpisujemy z klawiatury. .XY – przepuszcza tylko wart. wsp. X i Y wskazanego punktu, wsp. Z wpisujemy z klawiatury. .XY – przepuszcza tylko wart. wsp. X i Y wskazanego punktu, wsp. Z wpisujemy z klawiatury. .XZ – przepuszcza tylko wart. wsp. X i Z wskazanego punktu, wsp. Y wpisujemy z klawiatury. .YZ – przepuszcza tylko wart. wsp. Y i Z wskazanego punktu,

współrzędną X wpisujemy z klawiatury. Przykład Narysować odcinek od początku układu współrzędnych do punktu położonego o 100 jednostek powyżej środka okręgu. Narzędzie LINIA, pierwszy punkt: 0,0 następny punkt: .xy z cen z wskaż okrąg z (potrzeba Z): 100, Określ następny punkt lub [Cofaj]: ENTER Elementy płaskie w przestrzeni 3-wymiarowej Obiekty płaskie leżą na płaszczyźnie lub równolegle do niej na wysokości określonej przez poziom. Każdy z obiektów może leżeć na innej płaszczyźnie w przestrzeni 3D. Domyślny poziom Z = 0 (płaszczyzna XY) lokalnego układu współrzędnych LUW. Położenie i orientację LUW w przestrzeni można zmieniać i w ten sposób rysować obiekty płaskie w różnym położeniu. Polecenia modyfikacji rysunku działają zwykle na płaszczyxnie XY lub w płaszczyźnie do niej równoległej.

Studia podyplomowe „Informatyka Techniczna” 2006/07 Grafika Inżynierska – AutoCAD -Modelowanie trójwymiarowe 6 Poziom i wysokość pogrubienia Poziom (Elevation) – określa odległość płaszczyzny rysunkowej od płaszczyzny XY bieżącego układu współrzędnych LUW w kierunku osi Z. Rysowany obiekt będzie wisiał nad lub pod płaszczyzną XY na określonym poziomie. Polecenie: POZIOM Określ nowy poziom standardowy <0.0>: Określ nową grubość standardową <0.0>: Menu Format – Grubość Bieżący poziom i grubość (wysokość) obiektu ustala się przed narysowaniem obiektu. Można je później modyfikować: Zmiana - Cechy. Bieżący poziom nie ulega zmianie po zmianie LUW. Grubość obiektw można zmienić za pomocą menedżera właściwości, a poziom obiektów – za pomocą polecenia PRZESUŃ. Cały obiekt ma tylko jedną wysokość. Nie można nadać różnym punktom jednego obiektu różnej wysokości. Bieżąca wysokość jest ignorowana przy rysowaniu prostokątów. Ich wysokość ustawiamy poleceniem PROSTOK. Wysokość to tylko wydłużenie obiektu w kierunku osi Z i dlatego obiekt taki jest otwarty z góry i z dołu. Wyjątek: okrąg – walec powstały na skutek wydłużenia okręgu jest zamknięty z góry i z dołu. Wysokości nie można nadać multilinii, splajnowi, elipsie, prostej półprostej, ściance, polilinii 3D, siatkom i wymiarom.

Studia podyplomowe „Informatyka Techniczna” 2006/07 Grafika Inżynierska – AutoCAD -Modelowanie trójwymiarowe 7 Przykład 1. Za pomocą pogrubionego prostokąta oraz pogrubionych okręgów narysować obiekt jak na rys., stosując obracanie układu współrzędnych. Rysuj – Prostokąt Opcja Grubość: 2.0 Wskaż pierwszy narożnik Drugi narożnik: @6.5,4.0 Zmień widok: Widok – Widoki 3D – Izometryczny SW Ustaw bieżący poziom = 2.0 i bieżącą grubość (wysokość) = 0.4 Narysuj lewy okrąg.

P2

P3

P1

Ustaw bieżącą grubość = 1.0. Narysuj prawy okrąg. Włączyć lokalizację końca odcinka. Zmienić położenie i orientację lokalnego układu współrzędnych LUW tak, aby nowa płaszczyzna XY pokrywała się z pionową ścianką prostopadłościanu. Polecenie: LUW – opcja 3 punkty Wskaż kolejno punkty: P1, P2 i P3. Ustaw bieżący poziom = 0 i bieżącą grubość = 2. Narysuj okrąg na pionowej ściance. Przykład 2. Za pomocą pogrubionego okręgu i obszaru narysuj poziomy stolik na nóżce. Wysokość nóżki – 5, grubość

blatu = 1. Poziom: 0, Grubość: 5 Narysować okrąg o promieniu 1. Poziom: 5, Grubość: 1. Narysować Linie tworzące blat stolika. Zmienić punkt widzenia: Widok – Standardowe punkty obserwacji 3D – Izometryczny SW.

Studia podyplomowe „Informatyka Techniczna” 2006/07 Grafika Inżynierska – AutoCAD -Modelowanie trójwymiarowe 8

Powierzchnie 3-wymiarowe Ścianka 3WPOW (Powierzchnia 3D) Umożliwia rysowanie nieprzezroczystych ścianek 3-wymiarowych. Ścianki mają 3 lub 4 krawędzie, które mogą być widoczne lub niewidoczne. Rysuj – Powierzchnie –Powierzchnia 3D Należy wskazać punkty, które definiują obszar (ściankę): Określ pierwszy punkt lub [Niewidoczny], drugi, trzeci, czwarty <utwórz powierzchnię trzystronną. Krawędź ścianki może być niewidoczna – można wybrać tę opcję przed wybraniem pierwszego punktu tej krawędzi. W praktyce łatwiej rysować wszystkie krawędzie jako widoczne i zmieniać je na niewidoczne za pomocą polecenia KRAW. Widoczność krawędzi jest właściwością ścianki, dlatego w celu jej zmiany można posłużyć się menedżerem właściwości CECHY. Ściance nie można nadać wysokości pogrubienia. Wierzchołki ścianki można modyfikowac za pomocą uchwytów. Przykład

P2

P4

P6 P5

P3

P1

Narysować namiot za pomocą dwóch ścianek Polecenie 3WPOW Wskazać punkty P1 i P2, Trzeci punkt: wpisać .xy Wskazać P3, wpisać współrzędną Z = 100. Czwarty punkt P4 – podobnie jak trzeci. Wskazać P5 i P6. Zmienić punkt widzenia: Widok Izometryczny SE. Widoczność krawędzi ścianki - KRAW - steruje widocznością krawędzi ścianek 3WPOW. Po wprowadzeniu polecenia wybierz opcję Pokaż-Wszystkie lub Pokaż-wyBierz. Niewidoczne krawędzie ścianek zostaną podświetlone. Następnie wybrać te krawędzie niewidoczne, które mają być widoczne oraz te widoczne, które mają stać się niewiodczne. Powierzchnia brzegowa (krawędziowa) POWKRAW Tworzy powierzchnię, której brzegi są określone przez 4 krzywe brzegowe (odcinki, łuki, splajny i polilinie 2D i 3D). Krzywe brzegowe muszą łączyć się punktami końcowymi. Umowny kierunek M. wyznacza pierwsza wskazana krzywa. Liczbę podziałów powierzchni (gęstość) steruje się za pomoca zmiennych Surftab1 (kierunek M.) oraz Surftab2 (kierunek N). Menu Narzędzia: Zapytania Ustaw zmienną systemową lub Linia poleceń: zmsys

Studia podyplomowe „Informatyka Techniczna” 2006/07 Grafika Inżynierska – AutoCAD -Modelowanie trójwymiarowe 9

Powierzchnia prostoliniowa (prostokreślna)- POWPROST wyznaczona przez dwie krzywe tworzące (odcinki, łuki, okręgi, polilini 2D i 3D) lub jedną krzywą tworzącą i punkt. Należy wskazać pierwszą krzywą tworzącą a następnie drugą. Liczbę podziałów krzywych tworzących (gęstość powierzchni) można zmienić modyfikując zmienną Surftab1. Surftab1 = 6 Surftab1 = 20. Istotne są punkty wyboru krzywych, gdyż tworzenie powierzchni rozpoczyna się od tego końca krzywej tworzącej, który bliższy jest punktowi wyboru. Jeśli jedna z krzywych tworzących jest zamknięta, to i druga musi być zamknięta. Powierzchnię można rozbić na elementy składowe 3WPOW za pomocą polecenia ROZBIJ. Powierzchnia równoległa - POWWALC Polecenie POWWALC tworzy powierzchnię wyznaczoną przez krzywą tworzącą (odcinek, łuk, okrąg, elipsa, splajn, polilinia 2D lub 3D) oraz wektor kierunkowy. Powierzchnia powstaje w wyniku przesunięcia tworzącej wzdłuż wektora kierunkowego (odcinek lub polilinia). Przedtem należy ustawić zmienną Surftab1. Powierzchnia obrotowa - POWOBROT Tworzy powierzchnię przez obrót krzywej tworzącej (odcinek, łuk, okrąg, elipsa, polilinia 2D i 3D, splajn) wokół osi obrotu. Zmieniając kształt krzywej tworzącej można uzyskać interesujące konstrukcje przestrzenne. Liczba podziałów powierzchni: zmienne Surftab1 i Surftab2. Predefiniowane obiekty siatkowe

Studia podyplomowe „Informatyka Techniczna” 2006/07 Grafika Inżynierska – AutoCAD -Modelowanie trójwymiarowe 10

Obs

zar

Pow

ierz

chni

a3D

Kos

tka

Klin

Ost

rosł

up

Stoż

ek

Sfer

a

Kop

uła

Mis

a

Tor

us

Kra

wędź

Siat

ka 3

D

Pow

ierz

chni

aob

roto

wa

Pow

ierz

chni

aw

alco

wa

Pow

ierz

chni

a Pow

ierz

chni

a

Prostopadłościan - 3D KOSTKA Określ narożnik kostki, długośc kostki, szerokość podstawy lub [Sześcian], wysokość kostki, kąt obrotu wokół osi Z. Klin Określ wierzchołek podstawy klina, długość podstawy, szerokość podstawy, wysokość klina oraz kąt obrotu wokół osi Z. Ostrosłup Klasyczny (z wierzchołkiem punktowym), ścięty płaszczyzną, kończący się krawędzią. Podstawa może być prostokątna lub trójkątna. Stożek (lub stożek ścięty) Wskaż środek podstawy, średnicę lub promień podstawy, średnicę lub promień górnej podstawy, wysokość stożka i liczbę segmentów. Sfera Wskaż środek sfery, średnicę lub promień sfery, południkową liczbę segmentów oraz równoleżnikową liczbę segmentów.

Kopuła Określ środek kopuły, średnicę lub promień kopuły, południkową i równoleżnikową liczbę segmentów. Miska Torus

Studia podyplomowe „Informatyka Techniczna” 2006/07 Grafika Inżynierska – AutoCAD -Modelowanie trójwymiarowe 11

Modyfikacja obiektów 3D Tablica 3D Lustro 3D Obroty 3D Rozbij

`

Studia podyplomowe „Informatyka Techniczna” 2006/07 Grafika Inżynierska – AutoCAD -Modelowanie trójwymiarowe 12 Zmiana położenia obiektów w przestrzeni Dopasowanie Obrót Odbicie lustrzane Modyfikacja polilinii i powierzchni 3D Rozbijanie obiektów 3D Modelowanie bryłowe ACIS Bryły proste Prostopadłościan Kula Klin Stożek Walec Torus Bryły złożone Suma brył Różnica brył Część wspólna brył Część wspólna brył Pogrubianie Pogrubianie wzdłuż kierownicy Obracanie Przyczepianie układu współrzędnych do ścianki bryły Wyświetlanie brył Gęstość linii Gęstość siatki Wyświetlanie konturów Siatkowa reprezentacja walców i stożków Parametry fizyczne brył Przekształcanie brył AME Eksport i import w formacie ACIS Wczytywanie brył w formacie ACIS Zapis brył w formacie ACIS Rzuty i przekroje brył Tworzenie rzutni Rysowanie rzutów i przekrojów Rysowanie zarysów Modyfikacja brył Ścinanie krawędzi Zaokrąglanie krawędzi Przekrój Przecięcie Modyfikacja brył Modyfikacja brył Modyfikacja ścianek Modyfikacja krawędzi

Studia podyplomowe „Informatyka Techniczna” 2006/07 Grafika Inżynierska – AutoCAD -Modelowanie trójwymiarowe 13 Inne operacje edycyjne Rzutnie w przestrzeni modelu Konfiguracja rzutni Tworzenie konfiguracji rzutni Wybór zapisanej konfiguracji rzutni Układ współrzędnych w rzutni Ortogonalny LUW (UCS) w tworzonych rzutniach 3D