počítačová podpora výrobných technológií i návody na cvičenia.pdf

POČÍTAČOVÁ PODPORA VÝROBNÝCH TECHNOLÓGIÍ I

Návody na cvičenia

Jozef PETERKA Peter POKORNÝ

2009

© Prof. Dr. Ing. Jozef Peterka, Ing. Peter Pokorný, PhD.

Recenzenti: Prof. Dr. Ivan Kuric Prof. Ing. Jozef Novák-Marcinčin, CSc.

Jazyková korektúra: Mgr. Valéria Krahulcová

Schválila Vedecká rada Materiálovotechnologickej fakulty STU ako vysokoškolské skriptá dňa 12. decembra 2007 pre študijný program Počítačová podpora výrobných technológií Materiálovotechnologickej fakulty STU v Trnave.

ISBN 978-80-8096-108-4 EAN 9788080961084

3

PREHĽAD POUŽITÝCH SKRATIEK

CA (Computer Aided) – počítačom podporované

CAD (Computer Aided Design) - počítačom podporovaný návrh alebo konštrukcia

CAD/CAM - integrované spojenie CAD a CAM systému

CAM (Computer Aided Manufacturing) - počítačom podporovaná výroba

CSG (Constructive Solid Geometry) - metóda objemového modelovania

CLDATA (Cutter Location DATA) – dáta obsahujúce informácie o pozícii a pohybe nástroja

DXF (Drawing eXchange Format) - typ súboru na prenos dát v CAD systémoch

DWF (Drawing Web Format) - webovský formát výkresu

FEM (Finite Elements Method) - metóda konečných prvkov

IGES (Initial Graphics Exchange Standard) – typ súboru na prenos dát v CAD systémoch

IGS (Initial Graphics Standard) – typ súboru na prenos dát v CAD systémoch

VDA-FS (Verband der Automobilindustrie - Files) - typ súboru na prenos dát v CAD

systémoch

VRML (Virtual Reality Modelling Language) – jazyk pre modelovanie virtuálnej reality

WWW - World Wide Web – internetová sieť

2D (2 Dimensional) - 2 rozmerný

3D (3 Dimensional) - 3 rozmerný

B-rep (Boundary Representation) - metóda modelovania pomocou hraníc

B-spline – krivka alebo plocha, ktorá je generovaná pomocou matematického vzorca

4

ÚVOD

Vo výrobnej praxi už snáď ani neexistuje odvetvie, ktoré by na svoju efektívnu činnosť

nevyužívalo počítač. Počítačové systémy a komputerizácia všetkých odvetví hospodárstva

prináša výhody a ekonomické efekty prostredníctvom implementácie elektroniky a

informačných technológií aj do strojárskej oblasti. Ťažko si možno v súčasnosti predstaviť

moderné výrobné zariadenia bez elektroniky a bez podpory počítačových systémov. Veľký

význam a samostatnú oblasť implementácie informačných technológií v strojárskom

priemysle predstavujú počítačom podporované systémy – CA systémy.

Prostredníctvom CA systémov dosahujeme výrazné zvýšenie produktivity práce,

uspokojujeme rastúce nároky na pružnosť výrobného systému, a tým skracujeme inovačný

cyklus a rýchlo sa meniaci sortiment výroby, ako aj nároky na spoľahlivosť výrobného

systému a na kontrolu kvality výrobkov.

K najznámejším počítačom podporovaným systémom v oblasti strojárskeho priemyslu

patria CAD, CAM a CAD/CAM systémy. Tieto systémy predstavujú dôležitý nástroj na

zvyšovanie produktivity, efektivity a racionalizácie práce ako i zvyšovanie spoľahlivosti,

presnosti súčiastok a znižovanie nákladov na výrobu v strojárskom podniku.

Skriptá Počítačová podpora výrobných technológií 1 – návody na cvičenia sú určené

študentom strojárskych fakúlt na technických vysokých školách a univerzitách, predovšetkým

so zameraním na technológiu obrábania. Skriptá sú zamerané na CAD systémy. Obsahujú

základné pojmy a rozdelenie CAD systémov, návod na tvorbu technickej dokumentácie a

modelovanie 3D súčiastok s využitím nástrojov CAD systému PowerSHAPE.

Autori chcú na tomto mieste vysloviť poďakovanie lektorom:

Prof. Dr. Ing. Ivanovi Kuricovi a

Prof. Ing. Jozefovi – Novákovi Marcinčinovi, CSc.

za starostlivé prezretie rukopisu a cenné pripomienky.

5

1. ZÁKLADNÉ POJMY A ROZDELENIE CAD SOFTVÉROV

CAD - Computer Aided Design - počítačom podporovaný návrh výrobkov alebo

počítačom podporovaná konštrukcia, ale i matematické modelovanie súčiastok a ich

vlastností, t.j. vytváranie počítačových modelov súčiastok a zostáv. Pod pojmom CAD

systémy si väčšina technickej verejnosti predstaví počítačový softvér.

1.1 ROZDELENIE CAD SOFTVÉROV

Softvéry v oblasti CAD podľa rozsahu a účelu možno rozdeliť do týchto skupín:

a) malé CAD softvéry,

b) stredné CAD softvéry,

c) veľké CAD softvéry.

a) Malé CAD softvéry

Malé CAD softvéry sú relatívne lacné softvéry riešiace úplné skicovanie a kreslenie, tzv.

tvorba náčrtov, ktoré sú však nevhodné pre konštruktérov. Hovoríme, že ide o programy,

ktoré nezachádzajú za hranicu 2D. Cenovo sú najlacnejšie v porovnaní so strednými a

veľkými CAD softvérmi.

b) Stredné CAD softvéry

Do skupiny stredných CAD softvérov možno zaradiť také softvéry, ktoré podporujú úplný

2D a čiastočný 3D dizajn. Pracujú v rovine a majú na vysokej úrovni prepracované 2D

(Dimension - rozmer) kresliace nástroje (bod, úsečka, oblúk, kružnica, elipsa, mnohouholník,

krivka, dvojitá čiara a iné), uchytávacie režimy (stred, koncový bod, tangenta, kolmica,

priesečník, kvadrant a iné), editovacie nástroje (pole, kópia, zrkadlenie, zaoblenie, skosenie,

posun, orezávanie, predĺženie, mierka, natiahnutie, otočenie a iné), možnosť práce v

hladinách, veľké množstvo typov čiar a farieb. Sú doplnené o niektoré 3D nástroje, ako je

napr. vytvorenie 3D modelu z tvoriacej čiary rotáciou či posunutím, práca s B-spline krivkami

a plochami, premietnutie čiary na určenú rovinu, konštrukcia špirálovej čiary. S možnosťami

týchto softvérov rastú aj ich nároky na hardvér a zvyšuje sa aj ich cena.

6

c) Veľké CAD softvéry

Pod veľkými CAD softvérmi rozumieme softvéry pracujúce v priestore, t.j. v 3D. Majú

analogické kresliace a uchytávacie nástroje, editovacie režimy ako predchádzajúce, s tým

rozdielom, že sú to nástroje pracujúce plne v 3D priestore. Veľké CAD softvéry disponujú

najprepracovanejšími a najvýkonnejšími modelovacími technikami, resp., ako sa zvykne

zjednodušene hovoriť, výkonnými modelármi, čo dovoľuje skutočné počítačové modelovanie.

Mnohé výkonné CAD softvéry sú tiež súčasťou veľkých CAD/CAM softvérov. Hlavným

znakom týchto „CADov“ sú typické vlastnosti, ako je 3D parametrizácia a asociativita.

1.2 MODULARITA CAD SYSTÉMOV

CAD systémy sa budujú princípom modulárnosti. To znamená, že každý CAD pozostáva

z niekoľkých samostatných modulov. Externe (na obrazovke monitora) sú tieto moduly

integrované pomocou spoločného menu. Počet a rozsah modulov závisí od konkrétnej úlohy,

ktorú riešime pomocou CAD. Všetky CAD softvéry majú niekoľko základných modulov,

ktoré tvoria tzv. funkčné minimum CAD. K tomuto minimu je možné pridávať ďalšie moduly

s rôznym zameraním a účelom.

Medzi základné moduly, ktoré pod rôznymi označeniami a názvami nájdeme vo všetkých

CAD v oblasti obrábania, patrí:

• modul správy dát,

• modul na 2D skicovanie a kreslenie tvoriacich kriviek,

• modul na 3D modelovanie (hlavný modelár),

• modul vstupu/výstupu dát (interface).

Ďalšie moduly, ktoré rozširujú možnosti CAD, sú:

• modul kreslenia technických výkresov (z 3D modelu vygenerovanie 2D pohľadov s

automatickým kótovaním),

• modul kreslenia zostáv a tlač výkresov,

• modul konštrukcie vstrekovacích foriem,

• modul tvorby kusovníkov,

• modul konštrukčných výpočtov, napr. od jednoduchých (pero, skrutkový spoj,

nalisovanie, zvar ...) až po zložité (nosníky, ložiská, ozubené kolesá, prevody ...),

7

• modul tolerančných analýz,

• modul kinematickej simulácie, resp. konštrukcie a analýzy mechanizmov,

• modul výpočtu simulácie tepelného namáhania,

• modul výpočtu a simulácie pevnostného namáhania (rovinná či priestorová napätosť),

• modul animácie a vizualizácie,

• modul fotorealistického zobrazenia objektov (vytieňovaním - „rendrovaním“),

• modul digitalizácie,

• modul počítačového merania,

• modul montáže,

• modul pre návrhy plechových súčiastok a ťahanie plechov,

• modul simulácie zatekania taveniny a chladnutia,

• modul obojsmernej výmeny dát pre ostatné CAD a mnoho ďalších.

1.3 VSTUPY A VÝSTUPY CAD SYSTÉMOV

Vstupy a výstupy hrajú veľmi dôležitú úlohu v CAD systémoch. Systém, ktorý by nebol

schopný prijímať informácie, alebo z ktorého by sme nedostali žiadnu informáciu, tzn. taký,

ktorý nedokáže efektívne komunikovať s okolím, je prakticky nepoužiteľný. Výkon každého

CAD sa znásobuje práve jeho vstupno/výstupnými funkciami, uskutočňovanými vo väčšine

prípadov cez tzv. “interface“.

1.3.1 Vstupy do CAD systémov

Možno hovoriť o nasledovných piatich všeobecných vstupoch do CAD:

1. Koncept, návrh, myšlienka. Je to vstup, ktorý býva často obmedzovaný iba definíciou

rozmerov a pod. Naopak, kladie veľké nároky na výtvarné a umelecké spracovanie CAD

systémom. Užívateľ tvorí počítačový model priamo na základe vlastnej predstavy.

Problém a možnosti použitia veľmi súvisia s úrovňou modulov pre dizajn.

2. Údaje prenesené z iného CAD. Prenos údajov medzi CAD sa uskutočňuje buď po sieti,

alebo cez externé médiá. Ide vlastne o súbory, majúce vlastnosti prenášania najmä

grafických údajov. V tomto prípade použijeme buď tzv. štandardné rozhranie, ako je

8

IGES (IGS), VDA-FS, DXF a pod., alebo špecializovaný interface pre spoluprácu medzi

dvoma konkrétnymi CAD softvérmi.

3. Údaje získané z fyzicky existujúceho modelu. Ide o techniky 3D skenovanie. Je možné

použiť 3D skenovanie buď kontaktné, alebo bezkontaktné a je možné skenovať na

obrábacom stroji, na súradnicovom meracom stroji alebo pomocou špeciálnych skenerov.

Kontaktné skenovanie na obrábacom stroji (prípadne na súradnicovom meracom stroji) sa

zvykne označovať ako digitalizácia.

4. Technický výkres. Výkres súčiastky je jeden z najpoužívanejších, ale často aj najmenej

dokonalých vstupov. Pretože klasický výkres súčiastky je tvorený rovinnými 2D

nástrojmi, dokáže najpresnejšie opísať rôzne 2D krivky, profily a obrysy. Nedokáže ale

presne definovať komplikovaný priestorový tvar, prienik všeobecných plôch a pod. Toto

je možné zvládnuť iba za pomoci CAD. Často sa v praxi stáva, že dochádza k

nezrovnalostiam medzi podkladmi (výkresom) a počítačovým spracovaním 3D modelu.

1.3.2 Výstupy z CAD systémov

Možno hovoriť o nasledovných všeobecných výstupoch z CAD:

1. Údaje pre tlač (Plot). Vo všeobecnosti ide o výstupy z modulov kreslenia a modelovania.

Môžu to byť údaje pre tlač výkresovej dokumentácie vo forme zostáv, detailov, ale i

jednoduché drôtové zobrazenia počítačového modelu súčiastky. Mnohé CAD dovoľujú

priamu tlač zo svojho menu na kresliace zariadenie bez toho, aby užívateľ vedel, o akú

postupnosť ide. Iné, naopak, dovoľujú manuálny režim tvorby týchto údajov a následnej

tlače mimo prostredia CAD. Tak isto sú využívané štandardné I/O formáty IGES a DXF.

2. Údaje pre tieňové zobrazenie modelu (Advance rendering). V tomto prípade ide o

vytváranie fotorealistického zobrazenia súčiastky, o verné farebné obrazy výrobkov,

ktorých kvalita zodpovedá fotografii. Sú určené na propagáciu, reklamu a v určitej fáze

návrhu na komunikáciu so zákazníkom.

3. Údaje pre analýzy. V prípade analýz, ako je napr. analýza teplotných a napäťových polí,

ktoré sú založené na využívaní metód konečných prvkov (FEM - finite elements method),

sa generujú veľké súbory s údajmi vo forme usporiadaných konečných geometrických

9

prvkov buď po povrchu modelu súčiastky (najčastejšie trojuholníky - triangles, štvorce a

pod.) alebo v objeme modelu súčiastky (kocky, kvádre a pod.).

4. Údaje pre CAM systém Je to najdôležitejší výstup z CAD v oblasti obrábania. Najskôr sa

v CAD pripraví 3D model súčiastky. Tento model sa načíta do CAM systému, kde sa na

základe simulácie obrábania generujú tzv. CLDATA (Cutter Location DATA). Sú to dáta

obsahujúce informácie o pozícii a pohybe nástroja (napr. stopkovej frézy) vo všeobecnom

štandardnom tvare. Sú spracované v samotnom CAM, preto sa nazývajú aj procesorové

dáta. Ďalšou fázou je transformácia týchto dát do jazyka pre konkrétny riadiaci systém

obrábacieho stroja, čo je úlohou tzv. postprocesorov. Pre každý typ riadiaceho systému je

potrebné mať špeciálny postprocesor.

5. Formáty pre publikovanie na internete. S nástupom a rozšírením používania celosvetovej

siete - internetu (WWW - World Wide Web) vznikajú nové formáty, ktoré začínajú bežne

podporoavať aj CAD systémy. Ide najmä o DWF (Drawing Web Format) - webovský

formát výkresu a VRML (Virtual Reality Modelling Language) - modelujúci jazyk

virtuálnej reality. Vďaka nim je možné publikovať a prijímať 2D výkresy a 3D modely

prostredníctvom internetu.

1.4 POČÍTAČOVÉ MODELY A MODELOVANIE

Počítačové modelovanie je spôsob práce, ktorým vytvárame počítačový model. Podľa

prístupov k tvorbe počítačového modelu môžeme modelovanie rozdeliť na:

• geometrické modelovanie,

• feature modelovanie.

1.4.1 Geometrické modely a modelovanie

Vývojom počítačov, a hlavne ich cenovou dostupnosťou sa preniesla práca spojená s

tvorbou výkresovej dokumentácie na počítače. Zo začiatku vývoja CAD sa vystačilo s 2D

kreslením. Tradičný spôsob ukladania informácií o tvare objektov sú technické výkresy.

Pretože výkresy sú dvojrozmerné, sú potrebné tri ortogonálne pohľady a niektoré špeciálne

pohľady na vyjasnenie významných detailov. Hlavným problémom technických výkresov je,

že výkresy zvyčajne neudávajú trojrozmerný objekt jednoznačne.

10

Pre potrebu 3D zobrazenia bol koncipovaný 3D drôtový model, ktorý neobsahoval

informácie o tvaroch jednotlivých plôch súčiastky. Plošné modelovanie (surface modelling)

umožňuje už definíciu a analyzovanie plôch a tvarových elementov súčiastky. Vývoj

plošného modelovania bol iniciovaný predovšetkým leteckým a automobilovým priemyslom.

Nasleduje koncept 3D objemového modelovania (solid modelling). Vzhľadom na

kompletnosť a jednoznačnosť reprezentácie 3D objektov objemové modelovanie je

považované za najperspektívnejší a najpoužívanejší prostriedok opisu súčiastky. Pri 3D

grafických systémoch hovoríme o modeloch súčiastok:

• drôtových,

• plošných,

• objemových.

Drôtový model

Priestorový drôtový model nazývaný aj Wireframe model je tvorený bodmi, ktoré sú

spojené čiarami. Ilustračný príklad drôtového modelu je na obr. 1.1.

Ide o opis bodov a čiar spojujúcich tieto dva body. Model vzniknutý v tejto reprezentácii

má veľa obmedzení a nevýhod. Sú dané tým, že v drôtovom modeli chýbajú údaje o stenách

medzi krivkami a o priestore (objeme) ohraničeného stenami. Najznámejší z prípadov

Obr. 1.1. Drôtový model lietadla

11

využitia drôtového modelu je priestorová dráha pre pohyb nástroja, simulovaná napr. na

displeji počítača. Ďalšie časté použitie je pre rýchle a výpočtovo nenáročné priestorové

zobrazenie objektov.

Plošný model

Ide o 3D grafické systémy pracujúce s plošnými priestorovými modelmi. Tieto systémy,

ktoré modelujú telesá pomocou plôch, vznikli z potreby vytvárať a spracovávať zložité

inžinierske plochy predovšetkým v oblastiach leteckého (obr. 1.2), lodiarskeho a

automobilového priemyslu, kde sú na spracovanie zložitých plôch kladené veľké nároky.

Systémy pracujúce s plošnými modelmi umožňujú konštrukciu plôch. Postup

konštruovania je totožný ako pri drôtových modeloch, t.j. začíname vytvárať vrcholy, hrany a

nakoniec definujeme plochu. Je možný aj opačný postup cez preddefinované plochy, tzv.

primitíva a vybrať napr. plášť valca, kužeľa a pod.

Rozdiel drôtovej a plošnej reprezentácie je nielen v technikách modelovania, ale aj v tom,

že plošné 3D grafické systémy umožňujú vykonávať niektoré výpočty telies, napr.:

• výpočet plošného obsahu výslednej plochy,

• výpočet objemu telesa uzatvoreného plochou,

• poskytuje vytvorenie siete konečných prvkov alebo hraničných prvkov na ploche.

Obr. 1.2 Plošný model lietadla

12

Objemový model

Objemové modelovanie slúži na vytvorenie modelu, na ktorom je jednoznačne určený tvar

objektu formou dôležitých informácií o 3D geometrii a topológii objektu. V roku 1973 boli

prezentované dve nezávislé koncepcie objemového modelovania:

• B-rep (Boundary representation) model,

• CSG (Constructive Solid Geometry) model.

Obe koncepcie sú založené na modelovaní súčiastok pomocou základných geometrických

objektov (entitami, primitívami), na počítačovej transformácii a na využívaní booleanovských

operácií. Mnoho CAD systémov používa obidve reprezentácie súčiastok súčasne.

Reprezentácia modelu pomocou hraníc

Reprezentácia modelu pomocou hraníc sa označuje ako B-rep model - Boundary

representation a je založená na plošnom modelovaní 3D objektov (obr. 1.3). Model je

vyjadriteľný tabuľkou hraníc. Týmito hranicami modelu sú steny - plochy, hranicami stien sú

hrany - krivky a hranice hrán predstavujú body. Prepojenie jednotlivých objektov je urobené

podľa vzájomného geometrického vzťahu dvoch útvarov, pri ktorom jeden obsahuje druhý

alebo má s druhým spoločnú nejakú časť, alebo prvok.

Reprezentácia modelu pomocou geometrických telies

Táto reprezentácia je označovaná ako CSG (Constructive Solid Geometry) reprezentácia.

Využíva množinové operácie, a to sčítanie, rozdiel alebo prienik. Teleso sa vytvára pomocou

množinových operácií aplikovaných na primitíva (obr. 1.4).

Obr. 1.3 B-rep model zostrojený zo 6 plôch

13

Využitie objemového modelovania možno vo všeobecnosti charakterizovať nasledovne:

• V objemovom modelári je možné vytvárať modely zložitých telies a získať ich priemety a

rezy - využitie v bežnej konštrukčnej praxi.

• Ďalším prípadom použitia objemového modelovania je tvorba modelu a výpočtov s ním

súvisiacich, pri ktorých potrebuje konštruktér priestorovú predstavivosť. Ide napr. o

výpočty objemov, rôznych momentov, plošných obsahov a pod.

• Objemové modely sú vhodným východiskom automatickej tvorby priestorovej siete pre

metódu konečných prvkov.

• Štvrtým prípadom použitia je kontrola vzájomnej priestorovej polohy telies, keď je

výrazným spôsobom podporovaná priestorová predstavivosť konštruktéra - dizajnéra.

Pomocou tejto kontroly je možné predchádzať mnohým možným kolíznym situáciám.

Hybridný model

CSG modely a B-rep modely majú svoje výhody, a tiež obmedzenia. Žiadny z nich nie je

vhodný pre všetky aplikácie. Riešenie sa ponúka v ich spojení. Potom hovoríme o tzv.

hybridných modeloch a modelároch. Hybridný modelár používa viac simultánne

reprezentácie, najmä CSG a B-rep, ale i iné. Základom hybridných modelárov je konverzný

algoritmus, kde CSG model môže byť konvertovaný na B-rep model v reálnom čase a tento

potom použitý na vhodnú aplikáciu.

Obr. 1.4 CSG modelovanie súčiastok

14

1.4.2 Feature modely a modelovanie

V predchádzajúcich modelovacích technikách základnými stavebnými prvkami boli

abstraktné geometrické a matematické útvary ako kváder, valec, booleanovské operácie s

týmito telesami a pod. Hlavnou myšlienkou moderných modelovacích techník, tzv. feature

modelovanie (Feature modelling alebo Feature based modelling) je komunikácia užívateľa

s CAD softvérom prostredníctvom pojmov z technickej praxe, tzv. prvkov (Features).

Jednotlivé pojmy reprezentujú odpovedajúce konštrukčné a technologické črty, z ktorých je

model postavený, napr. profil, diera, drážka, závit, zaoblenie, zrazenie, príruba, rebro. Tento

prístup urýchľuje konštrukciu a úpravy modelu.

Otázky a úlohy

1.1 Vysvetlite skratku CAD.

1.2 Rozdeľte CAD systémy a popíšte ich.

1.3 Čo je princíp modulárnosti?

1.4 Vymenujte základné moduly CAD systému a niektoré ďalšie moduly.

1.5 Vymenujte vstupy a výstupy CAD systémov.

1.6 Ako rozdeľujeme počítačové modelovanie?

1.7 Vymenujte a popíšte geometrické modely súčiastok.

1.8 Čo je Feature modelovanie?

15

2. SOFTVÉR PowerSHAPE

Softvér PowerSHAPE sa svojou funkcionalitou a použitím zaraďuje medzi CAD hybridné

modeláre určené hlavne pre plošný dizajn. Obsahuje intuitívne nástroje na ľahkú a rýchlu

konštrukciu dizajnu súčiastok, čo je vítané hlavne pre bežnú konštruktérsku prax. Softvér je

tvorený z viacerých modulov. Základným stavebným prvkom je modul Surfacer (obr. 2.1),

ktorý obsahuje plošné modelovanie.

K tomuto modulu je možné pripojiť ďalšie napr. Draft modul na tvorbu výkresovej

dokumentácie, Elektrode modul na navrhovanie elektród na eletroerozívne obrábanie,

Toolmaker a Moldmaker modul (obr. 2.2) na konštrukciu a montáž foriem na tvárnenie

a odlievanie. S výhodou sa využíva knižnica prvkov, ktorá je neustále rozširovaná

a doplňovaná.

Obr. 2.1 Ukážka súčiastky v module Surfacer

Obr. 2.2 Ukážka formy v module Moldmaker

16

V prípade že PowerSHAPE obsahuje všetky moduly poskytuje integrovanú kombináciu

plošného modelovania, objemového modelovania, modelovania pomocou trianglov

(trojuholníkov), reverse engineering (spätné inžinierstvo) a dekoračné techniky. Takúto

konfiguráciu modulov možno nazvať „Total Modeling“ úplné modelovanie.

2.1 PRACOVNÉ PROSTREDIE PowerSHAPE

Po spustení programu PowerSHAPE sa zobrazí jeho pracovné prostredie (obr. 2.3). Na

obrazovke v hornej časti sa nachádza roletové menu (1). Pod ním sa nachádza ikonové menu

(2), ktoré slúži na ovládanie základných funkcií programu, ale aj na spúšťanie jednotlivých

modulov softvéru.

Na bočných stranách sa nachádzajú ikonové ovládače na prácu vo zvolenom module (3)

(vľavo) a ikonové ovládače na nastavenie zobrazenia modelovanej súčiastky (4) (vpravo).

Obr. 2.3 Pracovné prostredie softvéru PowerSHAPE

5

3

1 2

4

17

V spodnej časti sú ovládače na nastavovanie a prácu v hladinách, nastavovanie pracovných

rovín a zobrazenie aktuálnych údajov polohy kurzora (5). V strednej časti sa nachádza

pracovná časť, kde je zobrazená modelovaná súčiastka.

K funkciám softvéru patria aj užívateľské nastavenia obrazovky, písma a pod. V ďalších

kapitolách sa budeme postupne zaoberať jednotlivými príkazmi, vysvetlíme si význam

jednotlivých ovládacích ikon a zobrazovacích políčok.

2.2 ROLETOVÉ MENU

Roletové menu má charakter, aký je už známy z používania platformy Windows.

Nachádzajú sa tu všetky ovládače a príkazy, ktorými softvér disponuje (obr. 2.4). Nie je

účelom tejto publikácie podrobne popisovať všetky položky, preto sa zameriame na základnú

charakteristiku hlavných položiek roletového menu.

File - slúži na prácu so súbormi. Nachádzajú sa tu príkazy napr. na otvorenie súboru,

uloženie súboru, tlač, import, export dát a pod.

Edit - slúži na editovanie súčiastky, teda na zobrazenie a úpravu vlastností jednotlivých entít

z ktorých je súčiastka zostavená.

View - obsahuje príkazy na zobrazenie a skrytie súčiastky, zobrazenie v rôznych režimoch

ale aj pre zobrazenie ikonových menu.

Object - tu sú všetky dostupné entity potrebné na modelovanie súčiastky, napr. čiara, krivka,

oblúk, kružnica a pod.

Format - v tomto menu nastavujeme hladiny, materiál, osvetlenie a pod. Sú to príkazy na

nastavenie charakteru práce a nastavenie vlastností súčiastky a zobrazenie súčiastky.

Tools - menu obsahuje nástroje na analýzu modelu, tvorbu videa a nastavenie vlastností

všetkých entít a položiek s ktorými softvér pracuje.

Macro – obsahuje príkazy na tvorbu makier.

Module - obsahuje zoznam prístupných modulov s ktorými môžeme pracovať, napr.

Elektrode, Drafting a príkazové tlačidlá na prístup do ďalších programov, ktoré umožňujú

spracovanie modelu, napr. CopyCAD, PowerMILL.

Obr. 2.4 Roletové menu

18

Window - obsahuje príkazy na zobrazenie v okne, zápisník a informácie o aktuálnych

súboroch, ktoré sú otvorené a pracujeme na nich.

Help - obsahuje informácie o príslušnej verzii softvéru, pomoc pri modelovaní, výučbového

asistenta, príručky a príklady modelovania.

Všetky príkazy roletového menu sú v textovej podobe a práca s nimi je veľmi jednoduchá.

Je potrebné vybrať si príslušné menu a potom príslušný príkaz (obr. 2.5). Všetky príkazy

z roletového menu sú aj v podobe ikon, na ktoré je potrebné iba kliknúť a môžeme pracovať

s príslušným príkazom.

2.3 IKONOVÉ MENU ZÁKLADNÝCH FUNKCIÍ PROGRAMU

Menu (obr. 2.6) môžeme rozdeliť na dve časti, z ktorých časť ikon v rámiku 1 podporuje

činnosti spojené s prácou so súbormi a editovaním jednotlivých entít súčiastky. Týmto

príkazom sa už ďalej nebudeme venovať. Niektoré budú vysvetlené dodatočne.

Ikony v rámiku 2 podporujú činnosti spojené s výberom modelovacích režimov. Postupne

si popíšeme význam jednotlivých ikon.

Obr. 2.5 Príklad práce s roletovým menu

1 2

Obr. 2.6 Ikonové menu základných funkcií

19

Modelling Mode (režim modelovania)

Pomocou tejto ikony (obr. 2.7) si môžeme zvoliť režim, v ktorom chceme pracovať. Na

výber je režim modelovania súčiastky v 3D priestore – ikona 1 (pracovné prostredie je

rovnaké ako na (obr. 2.3) a režim kreslenia technických výkresov – ikona 2. Pracovné

prostredie je na (obr. 2.8). Režimu na tvorbu výkresov bude venovaná samostatná kapitola.

Obr. 2.7 Ikony na voľbu režimu modelovania

1

2

Obr. 2.8 Pracovné prostredie režimu na tvorbu výkresov

20

Po kliknutí na príslušnú ikonu (platí to pre všetky ikony v menu základných funkcií

programu) sa v ľavej časti obrazovky zobrazia príslušné ovládače na prácu vo zvolenom

module, pripadne ďalšie ovládacie ikony zo zvoleného menu. Tieto príkazy budú podrobne

rozobraté v samostatných kapitolách. Funkcie ďalších ikon sú nasledovné (obr. 2.9):

Workplane (pracovná rovina – súradnicový systém) ikona č. 1 – vloží súradnicový systém.

Line (čiara) - ikona č. 2 – kreslenie čiar.

Arc (oblúk) - ikona č. 3 – kreslenie kružníc a oblúkov.

Curve (krivka) - ikona č. 4 – kreslenie kriviek a práca s krivkami.

Annotation (kótovanie) - ikona č. 5 – vkladanie textu a kótovanie súčiastky.

Surface (plocha) - ikona č. 6 – modelovanie plôch.

Solid (objem, teleso) - ikona č. 7 – modelovanie objemových telies.

Feature (prvky) - ikona č. 8 – modelovanie pomocou prvkov.

Assembly (montáž) - ikona č. 9 – modul na tvorbu montážnych zostáv.

Wizards (wizardy) - ikona č. 10 – automatické vytváranie elektród a zostáv foriem.

2.4 IKONOVÉ OVLÁDAČE PRÁCE VO ZVOLENOM MODULE

Tieto ovládače sú aktivované po kliknutí na ikonu v menu na modelovanie, t.j. zobrazujú

sa vždy príslušné ikony na modelovanie vo zvolenom module (obr. 2.3 – rámik č. 3). Tieto

ovládače budú popísané v príslušných kapitolách.

2.5 IKONOVÉ OVLÁDAČE NASTAVENIA ZOBRAZENIA

Ikony sú určené na zobrazovanie súčiastky v rôznych pohľadoch 2D ako aj v 3D

pohľadoch, resp. v zobrazení štandardu ISO z rôznych strán. Ďalej sú tu ikony na zväčšovanie

a zmenšovanie pohľadu súčiastky, teda mierky zobrazenia a na voľbu zobrazovacieho režimu

súčiastky (obr. 2.10).

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Obr. 2.9 Ikony modelovania

21

2.6 IKONOVÉ OVLÁDAČE NASTAVOVANIA PRACOVNÉHO REŽIMU A ZOBRAZOVANIA ÚDAJOV

V spodnej časti môžeme ovládať prácu v hladinách (obr. 2.11 – rámik1), kde sa pri

kliknutí na príslušné číslo hladiny zobrazia komponenty súčiastky uložené do tejto hladiny.

V rámiku 2 si môžeme zvoliť súradnicový systém, v ktorom chceme pracovať. Nastavenie

aktuálnej pracovnej roviny realizujeme pomocou ikon v rámiku 3, kde môžeme nastaviť prácu

Obr. 2.11 Ovládače nastavenia pracovného režimu

1

2 3 4 5 6 7

Obr. 2.10 Ikony zobrazovacieho režimu súčiastky

- zobrazenie pohľadu zhora a zdola

- zobrazenie pohľadov nárys, bokorys, pôdorys a 3D súčasne

- zobrazenie pohľadu sprava a zľava

- zobrazenie pohľadu spredu a zozadu

- zobrazenie 3D pohľadu z rôznych strán

- krok späť na zobrazenie zväčšenia

- mierka pohľadu - celá obrazovka, zväčšiť, zmenšiť, pohľad

- ovládače pohľadu - posun, rotácia, mód mierky, zväčšenie v okne

- zobrazenie drôtový model - všetky čiary, iba viditeľné čiary

- zobrazenie plošný model - realistické, tieňové, priehľadné, tieňové a obrys

- zobrazenie render a rozšírené zobrazenie render

- zobrazenie a skrytie vybraných súčastí modelu

22

v rovine ZY, v rovine ZX a v rovine XY. Posledná ikona umožňuje uzamknutie pracovných

rovín. Ikona v rámiku 4 zapína a vypína mriežku, ktorá je používaná ako pomôcka pri

modelovaní v príslušnej rovine. V rámiku 5 sú políčka na zobrazenie aktuálnej polohy

kurzora na modelovacej ploche. Ďalej je tu ikona na aktiváciu kalkulačky, rámik 6

a zobrazovacie políčko pre toleranciu modelovania, teda toleranciu, s akou vytvárame model

súčiastky (je nastaviteľná vo vlastnostiach softvéru), rámik 7.

Otázky a úlohy

2.1 Medzi aké modeláre zaraďujeme softvér PowerSHAPE?

2.2 Vymenujte niektoré moduly softvéru PowerSHAPE .

2.3 Akými spôsobmi je možné realizovať príkazy?

2.4 Aké základné režimy modelovania používa softvér PowerSHAPE?

2.5 Vymenujte niektoré príkazy na modelovanie.

2.6 Aké možnosti zobrazenia súčiastok má softvér PowerSHAPE?

23

3. TVORBA TECHNICKÝCH VÝKRESOV

Výkresový modul programu PowerSHAPE poskytuje nástroje na vytvorenie 2D

technických výkresov príslušného modelu. Existujú dva spôsoby, ako je možné vytvoriť

takýto výkres:

• použitím 3D modelu vytvoreného v PowerSHAPE (kap. 7),

• priame 2D rysovanie výkresu.

Pri tvorbe výkresu je možné použiť ďalšie nástroje, ktoré sú potrebné pre kompletnosť

výkresu ako je napr. šrafovanie, kótovanie alebo text.

Modul na tvorbu výkresov možno spustiť dvoma spôsobmi:

• vybratím ikony z lišty nástrojov (obr. 3.1a),

• vybratím položky Drafting (kreslenie) z roletového menu – Module (obr. 3.1b).

3.1 NOVÝ VÝKRES A OTVORENIE VÝKRESU

Po vstupe do výkresového modulu sa automaticky zobrazí pracovné prostredie pre nový

výkres. Ak chceme vytvoriť ďalší nový výkres alebo otvoriť existujúci výkres použijeme

ikonu Open Drawing, kde sa zobrazí dialógové okno Drawing Selector (obr. 3.2), v ktorom

je možné vytvoriť nový výkres kliknutím na ikonu Create new drawing alebo si v textovom

poli vľavo vyberieme zostavu, ktorú chceme otvoriť.

a) b) Obr. 3.1 Spustenie výkresového modulu

24

Pri prechode do výkresového modulu sa automaticky zmenia ikony v hornej lište. Tieto sú

určené na tvorbu a úpravy výkresu (obr. 3.3) a budú vysvetlené v ďalších kapitolách:

3.2 NASTAVENIE FORMÁTU A VÝCHODISKOVÝ BOD

Štandardné nastavenie výkresu je možné zmeniť pomocou príkazov nachádzajúcich sa

v roletovom menu Tools → Options → Drafting → Drawings (obr. 3.4).

V zobrazenom okne možno nastaviť v poli Size (rozmery) štandardný formát výkresu

(A0, A1, A2,...), resp. editovať veľkosť výkresu.

Obr. 3.2 Nový výkres a otvorenie výkresu

Obr. 3.3 Ikony na tvorbu a úpravu výkresov

25

Je tu aj možnosť Template (vzor), ktorá slúži na výber výkresu z iného modelu ako

vzoru, pričom výkres musí mať vo svojom názve slovíčko „template“.

Pole Save Thumbnails (uložiť miniatúry) je ďalšia z možností tohto okna. Ak je aktívna,

jednotlivé pohľady sa uložia s príslušným modelom.

Začiatok pracovnej plochy výkresu začína v ľavom dolnom rohu červeného rámika, ktorý

ohraničuje plochu výkresu. Upraviť jeho pozíciu možno kliknutím pravého tlačidla myši na

plochu a po zobrazení rolovacieho menu je potrebné vybrať položku Modify (modifikovať).

Zobrazí sa editačné okno výkresu (obr. 3.5).

V tomto okne môžeme meniť názov a popis výkresu, jeho veľkosť, ale aj súradnice

východiskového bodu.

Name (meno) a Description (popis) slúži na podrobný popis výkresu a vloženie

poznámky k výkresu.

Obr. 3.4 Nastavenie výkresu

26

Pole Drawing Size (rozmery výkresu) slúži podobne ako pri štandardných nastaveniach

na nastavenie rozmerov výkresu.

V poli Origin (východiskový bod) nastavujeme súradnice počiatku výkresu (X, Y), teda

ľavý spodný okraj pracovnej časti výkresu.

3.3 KONŠTRUOVANIE SÚČIASTOK

Na konštruovanie súčiastky sa používajú ikony podľa (obr. 3.6). Sú to príkazy na

vytvorenie jednoduchých, ale aj zložených čiar, príkazy na vytvorenie kružníc a kruhových

oblúkov a príkazy na kreslenie rôznych kriviek.

Obr. 3.5 Editačné okno výkresu

Obr. 3.6 Ikony na konštruovanie súčiastok

čiary oblúky krivky

27

3.3.1 Kreslenie čiar

Po kliknutí na ikonové tlačidlo Line (čiara) sa vľavo zobrazia ďalšie príkazy pomocou

ktorých je možné vytvoriť rôzne typy čiar (obr. 3.7).

Najskôr je potrebné rozhodnúť sa, aký tvar čiary chceme kresliť. Na pomoc nám slúžia

príslušné ikony. Ako prvé zvolíme tvar čiary, prejdeme kurzorom do modelovacieho okna

a klikneme ľavým tlačidlom na myši, čím určíme prvý, resp. počiatočný bod kresleného

objektu. Voľným pohybom myši a druhým kliknutím určujeme koncový bod objektu.

Podrobný postup kreslenia jednotlivých objektov je nasledovný:

Single line (jednoduchá čiara)

1. Klikneme na príslušnú ikonu (create a single line – vytvor jednoduchú čiaru).

2. Vložíme počiatočnú pozíciu jedným kliknutím do bodu, kde má začínať čiara.

3. Konečný bod určíme voľným pohybom myši a druhým kliknutím.

4. Ak pohneme kurzorom, bude zobrazený uhol, pod ktorým je čiara kreslená a dĺžka čiary.

Tieto hodnoty sa menia so zmenou polohy kurzora.

5. Na ukončenie príkazu použijeme klávesové tlačidlo Esc.

Polyline (súvislá čiara)

Postup je rovnaký ako pre jednoduchej čiare. Rozdiel je v tom, že po druhom kliknutí

a zadaní koncového bodu môžeme zadávať ďalšie koncové body. Predchádzajúci bod sa

Obr. 3.7 Príkazy na kreslenie čiar

- Single line (jednoduchá čiara)

- Polyline (súvislá čiara)

– Rectangle (obdĺžnik)

- Polygon (mnohouholník)

- Box selected items (orámovanie vybraných položiek)

- Shortest line (najkratšia čiara)

- Chamfer (zrazenie hrany)

- Untrimmed chamfer (zrazenie hrany neodrezanými pôvodnými

28

automaticky stane počiatočným bodom ďalšej čiary. Pri pohybe myšou je znovu zobrazená

dĺžka a uhol čiary z posledného vloženého bodu. Na ukončenie kreslenia súvislej čiary

použijeme klávesové tlačidlo Esc alebo použijeme iný príkaz na kreslenie ďalšieho objektu.

Rectangle (obdĺžnik)

1. Klikneme ľavým tlačidlom na príslušnú ikonu.

2. Vložíme prvý bod obdĺžnika.

3. Po vložení prvej pozície sa na obrazovke zobrazuje obdĺžnik, ktorého rozmery nastavíme

pohybom myši.

4. Kliknutím ľavého tlačidla vložíme koncovú pozíciu obdĺžnika.

Na ukončenie príkazu použijeme klávesové tlačidlo Esc.

Polygon (mnohouholník)


2. Určíme počet strán mnohouholníka (obr. 3.8) (minimálne môže mať 3 strany).

3. Zvolíme jeden zo spôsobov, ako tvoriť mnohouholník:

- stredový bod a rohový bod,

- stredový bod a stred strany,

- koncový bod prvej strany, tu je možnosť Flip (preklopenie na opačnú stranu),

- ak je potrebné vytvoriť z mnohouholníka kompozitnú (zloženú) krivku, zvolíme

možnosť Create composite curve (vytvor kompozitnú krivku),

Obr. 3.8 Kreslenie mnohouholníka

29

- na zaoblenie hrán mnohouholníka použijeme voľbu Fillet radius (rádius zaoblenia)

s nastavením príslušnej hodnoty.

4. Kliknutím ľavého tlačidla vložíme koncovú pozíciu obdĺžnika a potvrdíme OK.

Box selected items (orámovanie vybraných položiek)

Používame ho vtedy, ak vybrané objekty chceme orámovať teda vložiť do jedného poľa.

Hranica rámu je vytvorená okolo vybraných položiek.

1. Vyberieme skupinu objektov myšou alebo súčasným stlačením tlačidla Shift a klikaním

ľavého tlačidla myši.


Shortest line (najkratšia čiara - najkratšia vzdialenosť medzi dvoma bodmi)

Týmto príkazom meriame vzdialenosť medzi dvoma vybranými objektmi - medzi dvoma

najbližšími bodmi vytvoríme čiaru (obr. 3.9). Túto možnosť môžeme používať pri

nasledovných typoch objektov: oblúk, čiara, krivka, kompozitná krivka, plocha, bod.

1. Zvolíme dva objekty ktoré chceme spojiť.

2. Klikneme na ikonu shortest line.

Chamfer (zrazenie hrany)

1. Klikneme na príslušnú ikonu.

2. Myšou vyberieme dve pretínajúce sa čiary.

Na obrazovke vidíme pridané skosenie hrany dvoch vybraných pretínajúcich sa čiar. Ak sa

vybrané čiary krížia, skosenie vzniká v tom kvadrante, v ktorom sme vyznačili čiary.

Skosenie môžeme upraviť podľa potreby v editačnom okne, ktoré sa otvorí dvojkliknutím na

príslušné zrazenie.

Obr. 3.9 Vytvorenie najkratšej čiary medzi objektmi

30

Untrimmed chamfer (zrazenie hrany neodrezanými pôvodnými čiarami)

Celý postup je rovnaký ako pri zrazení hrany s tým rozdielom, že pôvodné zrážané hrany

zostanú zachované má ďalšie využitie.

3.3.2 Kreslenie oblúkov a kružníc

Po kliknutí na ikonové tlačidlo Arc (oblúk – obr. 3.6) sa vľavo zobrazia ďalšie príkazy,

pomocou ktorých je možné vytvoriť rôzne typy oblúkov (obr. 3.10).

Najskôr je potrebné rozhodnúť sa, aký oblúk chceme kresliť. Na pomoc nám slúžia

príslušné ikony. Ako prvé zvolíme typ oblúka, prejdeme kurzorom do modelovacieho okna

a klikneme ľavým tlačidlom na myši, čím určíme prvý resp. počiatočný bod kresleného

objektu. Podrobný postup kreslenia jednotlivých objektov je nasledovný:

Full arc (circle) (celý oblúk - kruh)

1. Klikneme na príslušnú ikonu, tvar kurzora je kružnica.

2. Kliknutím vložíme pozíciu stredného bodu kruhu.

3. Uchopením šípok na kružnici môžeme meniť polomer kružnice (obr. 3.11).

Arc trough three points (oblúk tvorený z troch bodov)


2. Kliknutím vložíme počiatočnú pozíciu oblúka.

3. Druhým kliknutím zvolíme dĺžku oblúka (obr. 3.12a).

4. Pohybom myši zvolíme tretiu pozíciu - rádius oblúka, ktorý sa zobrazí v okne podľa (obr.

3.12b).

- Full arc (circle) (celý oblúk – kruh)

- Arc trough three points (oblúk tvorený z troch bodov)

- Arc trough centre, radius and span (oblúk tvorený stredom, rádiusom a

- Fillet arc (zaoblenie)

- Fillet arc untrimmed (zaoblenie s neodrezanými pôvodnými

Obr. 3.10 Príkazy na kreslenie oblúkov

31

Arc trough centre, radius and span (oblúk tvorený stredom, rádiusom a dĺžkou)

1. Vložíme počiatočnú pozíciu, ktorou bude stred oblúka.

2. V ďalšom kroku sa objaví kruh, ktorý slúži ako pomôcka na určenie druhej pozície –

rádiusu oblúka. Pohybom myši sa kruh zväčšuje alebo zmenšuje. Táto pozícia je

počiatočnou pozíciou oblúka.

3. Znázorní sa vizuálna pomôcka na vloženie tretej pozície – dĺžky oblúka. Tretí bod

môžeme vložiť pohybom myši jednoduchým kliknutím.

Fillet arc (zaoblenie), Fillet arc untrimmed (zaoblenie s neodrezanými pôvodnými čiarami)

Postup pri použití týchto príkazov je rovnaký ako pri zrážaní hrán v predchádzajúcej

kapitole.

Obr. 3.11 Nastavenie polomeru kružnice

Obr. 3.12 Kreslenie oblúka z troch bodov

a) b)

32

3.3.3 Kreslenie kriviek

Po kliknutí na ikonové tlačidlo Curve (krivka – obr. 3.6) sa vľavo zobrazia ďalšie príkazy,

pomocou ktorých je možné vytvoriť rôzne typy kriviek (obr. 3.13).

Bezier curve (beziérova krivka)

Pri kreslení kriviek máme na výber viac možností (obr. 3.14).

Bezier curve (Beziérova krivka), (obr. 3.15) – postup pri kreslení je nasledovný:


2. Kliknutím vložíme počiatočnú pozíciu Beziérovej krivky.

3. Druhým kliknutím zvolíme ďalší bod Beziérovej krivky - pohybom myši môžeme

pozorovať zmenu tvaru krivky.

4. Postupne zadávame ďalšie pozície bodov krivky.

5. Na ukončenie príkazu použijeme klávesu Esc.

Sketch Bezier curve (voľné kreslenie Beziérovej krivky - obr. 3.16):


2. Kliknutím vložíme počiatočnú pozíciu Beziérovej krivky.

Obr. 3.13 Príkazy na kreslenie kriviek

- Bezier curve (Beziérova krivka)

- Helix (skrutkovica)

- Fillet (zaoblenie)

- Composite curve by tracing (kompozitná krivka z vybraných

Obr. 3.14 Ponuka kreslenia kriviek

Bezier curve Sketch Bezier curve

g2 curve bspline curve

33

3. Druhým kliknutím zvolíme ďalší bod Beziérovej krivky.



g2 curve (krivka g2) - je to v podstate Beziérova krivka, ale túto krivku môžeme editovať iba

v jednej rovine a nie v priestore.


2. Kliknutím vložíme počiatočnú pozíciu g2 krivky.

3. Druhým kliknutím zvolíme ďalší bod g2 krivky.



bspline curve (bspline krivka - obr. 3.17):


2. Kliknutím vložíme počiatočnú pozíciu bspline krivky.

3. Druhým kliknutím zvolíme ďalší bod bspline krivky.

Obr. 3.15 Beziérova krivka

Obr. 3.16 Voľná Beziérova krivka

34



Composite curve by tracing (kompozitná krivka z vybraných entít)

Príkaz slúži na spojenie jednotlivých vybraných entít do jednej celistvej krivky (obr. 3.18).

Tento príkaz je veľmi často využívaný, hlavne pri konštruovaní rôznych typov plôch, ale aj

pri konštruovaní objemových telies. Kompozitná krivka je zložená z viacerých čiar a kriviek.

Postup pri tvorbe kompozitnej krivky je nasledovný:


2. Klikaním, alebo oknom vyznačíme jednotlivé entity, ktoré chceme spojiť.

3. Kliknutím na červený krúžok vytvoríme kompozitnú krivku.

Obr. 3.17 bspline krivka

Obr. 3.18 Vytvorenie kompozitnej krivky

35

Helix (skrutkovica - obr. 3.19):


2. Kliknutím vložíme počiatočnú pozíciu skrutkovice.

3. Nastavíme parametre skrutkovice v príslušnom okne.

4. Potvrdíme tlačidlom OK.


Nastavujeme tieto parametre skrutkovice:

Height – celková výška skrutkovice,

Pitch – rozstup skrutkovice,

Turns – počet závitov v skrutkovici,

Points per Turn – počet bodov krivky na jednom závite,

Top Radius – priemer skrutkovice.

Rozšírené voľby nám umožňujú tieto operácie so skrutkovicou:

Constant Radii – ak je táto voľba vypnutá, nastavíme hodnotu Base radius (rádius na

základni), čím sa vytvorí kužeľová skrutkovica;

Flip Direction – volíme smer stúpania závitu - pravý, alebo ľavý;

Close Top a Close Base – umožňuje uzavretie skrutkovice na oboch stranách alebo

kombinovane, dostaneme zarovnaný koniec skrutkovice.

Fillet (zaoblenie)

Pri kreslení kriviek máme na výber viac možností (obr. 3.20).

Obr. 3.19 Konštruovanie skrutkovice

36

Oblúkové zaoblenie (vytvorenie oblúkového zaoblenia medzi krivkami).

Funkcia vytvorí kružnicové plynulé prepojenie medzi krivkami s definovaným polomerom

zaoblenia. Postup je nasledovný (obr. 3.21):


2. Kliknutím vyberieme pozíciu na prvej krivke.

3. Klikneme na vybranú oblasť druhej krivky.

4. Do zobrazeného menu zadáme hodnotu polomeru zaoblenia.

5. Potvrdíme tlačidlom OK.

Plynulé prepojenie bez orezania a s orezaním (vytvorenie plynulého prepojenia bez orezania

a orezaním pôvodných kriviek). Rozdiel v týchto príkazoch je v tom, že ak chceme zachovať

Obr. 3.20 Ponuka kreslenia zaoblení

Oblúkové zaoblenie

Plynulé prepojenie bez orezania

Plynulé prepojenie s orezaním

Obr. 3.21 Oblúkové zaoblenie medzi krivkami

a) b) c)

37

pôvodné krivky na ďalšie použitie zvolíme príkaz bez orezania, ak krivky nechceme zachovať

zvolíme príkaz s orezaním. Postup je rovnaký ako pri konštruovaní oblúkového zaoblenia

(obr. 3.22).

3.4 MODIFIKÁCIA ČIAR A KRIVIEK

Pod pojmom modifikácia čiar a kriviek rozumieme nastavenie a úpravu vlastností čiar

alebo kriviek. Každý nakreslený prvok je možné modifikovať samostatne. Postup je rovnaký

vo všetkých prípadoch, mení sa iba vzhľad okna, kde sa nastavujú vlastnosti. Modifikácia sa

spúšťa dvojitým kliknutím na čiaru alebo krivku, po ktorom sa objaví okno vlastností.

3.4.1 Modifikácia čiar

Kliknutím na čiaru sa spustí Line Editor (editor čiar - obr. 3.23). V okne môžeme

nastavovať tieto vlastnosti:

Name (meno) – pomenovanie čiary,

Workspace (pracovný priestor) – nastavenie príslušnosti k pracovnej rovine,

Lenght (dĺžka) – dĺžka čiary,

Start a End (počiatok a koniec) – súradnice počiatočného a koncového bodu čiary,

Angle (uhol) – nastavenie uhlov sklonu čiary vo vzťahu k zvolenej rovine,

Reverse (reverz) – príkazové tlačidlo na zmenu smeru čiary – výmena počiatočného

a koncového bodu čiary.

Obr. 3.22 Plynulý prechod kriviek

s orezaním bez orezania

38

3.4.2 Modifikácia kružníc a oblúkov

Podobne ako pri čiarach kliknutím na kružnicu alebo oblúk sa spustí Arc (editor oblúkov)

(obr. 3.24).

V okne môžeme nastavovať tieto vlastnosti:

Name (meno) – pomenovanie oblúka,

Radius/Diameter (polomer/priemer) – možnosť zadávania polomeru alebo priemeru,

Span Angle (uhol oblúka) – zadávanie uhla oblúka (360° je celý kruh),

Centre Mark Type (typ stredovej značky) – voľba označenia stredu kruhu,

Workspace (pracovný priestor) – nastavenie príslušnosti k pracovnej rovine,

Centre (stred) – súradnice stredu oblúka,

Obr. 3.23 Okno na modifikáciu čiar

Obr. 3.24 Okno na modifikáciu oblúkov

39

Through (stred oblúkovej čiary) – súradnice stredu oblúkovej čiary (na oblúku),

Reverse (reverz) – príkazové tlačidlo na zmenu smeru čiary – výmena počiatočného

a koncového bodu čiary.

3.4.3 Modifikácia kriviek

Po kliknutí na nakreslenú krivku sa v hornej časti obrazovky zobrazí editačná lišta na

krivky (obr. 3.25). Postupne popíšeme jednotlivé príkazy.

- reverzácia krivky. Funkcia mení orientáciu a poradie bodov krivky (obr. 3.26).

- uzatvorenie otvorenej krivky. Funkcia uzatvára otvorenú krivku plynulým

tangenciálnym napojením (obr. 3.27).

- prečíslovanie poradia bodov na krivke. Funkciu je možné aplikovať iba na

uzatvorenú krivku. Najskôr musíme vybrať bod krivky, ktorý bude prvý a zároveň

bude slúžiť ako referenčný pre číslovanie ďalších bodov krivky (obr. 3.28).

- vytvorenie plynulého tangenciálneho napojenia. Funkcia vytvorí v bode krivky,

kde nie je plynulý priebeh, tangenciálne plynulé prepojenie. Vyberieme bod

krivky, kde chceme mať plynulé prepojenie. Stlačíme danú ikonu a zobrazí

sa menu pre túto funkciu (obr. 3.29).

Obr. 3.25 Ikony na editovanie kriviek

Obr. 3.26 Reverzácia krivky

40

Môžeme stlačiť tlačidlo Preview (ukážka) na ukážku nového napojenia alebo priamo

potvrdiť výber s tlačidlom OK.

- zlúčenie dvoch kriviek. Funkcia spája viacero kriviek do jednej celistvej krivky.

Krivky, ktoré chceme spojiť, musia mať aspoň jeden spoločný bod.

Vyberieme krivku, ku ktorej chceme pripojiť inú krivku. Stlačíme danú ikonku a zobrazí

sa menu. Klikneme na krivku, ktorá sa má napojiť. V plávajúcom menu potvrdíme výber

tlačidlom OK. Výsledkom je jedna celistvá krivka (obr. 3.30).

Obr. 3.27 Uzatvorenie krivky

Obr. 3.28 Prečíslovanie poradia bodov

Obr. 3.29 Vytvorenie tangenciálneho napojenia

41

- výber editačného režimu krivky.

Na výber sú 3 možnosti:

- editácia krivky v 3D,

- editácia krivky v 2D,

- editácia krivky v rámci aktívnych rozmerov.

Štandardne je prednastavená editácia krivky v 3D. Na editáciu v 2D musíme pracovať iba

s rovinnou kompozitnou krivkou.

- výber bodov krivky. Funkcia nám umožňuje selektovať body krivky jednotlivo

alebo skupinovo. Stlačením tejto ikony sa zobrazí nasledovné menu (obr. 3.31).

Obr. 3.30 Spojenie dvoch kriviek do jednej

42

V položke Curve (krivka) si môžeme zvoliť ktorú krivku chceme editovať. V položke

Points (body) máme zoznam všetkých bodov zvolenej krivky. Tu si môžeme vybrať

ľubovoľný bod alebo množinu bodov. Na výber viac ako jedného bodu treba pri vyberaní

držať stlačenú klávesu CTRL. Body je možné tiež vyberať priamo na krivke jednotlivo alebo

skupinovo pomocou klávesy CTRL.

- vymazanie bodu krivky. Funkcia vymaže vybraný bod alebo množinu bodov

krivky.

Vyberieme si na krivke bod, ktorý chceme vymazať a stlačíme danú ikonku. Výsledkom

bude krivka tvorená zvyšnými bodmi (obr. 3.32).

Obr. 3.31 Výber bodov krivky

Obr. 3.32 Vymazanie bodu krivky

43

- zapínanie a vypínanie zobrazovania čísiel bodov krivky (obr. 3.33).

- zapínanie a vypínanie zobrazovania hrebeňa krivosti krivky (obr. 3.34).

- pridanie bodu do aktuálnej krivky. Funkcia nám umožňuje pridávať body do

aktuálnej krivky.

Po stlačení ikony sa zobrazí menu so štyrmi možnosťami zadávania parametrov nového

bodu (obr. 3.35a).

1. Vytvorenie bodu zadaním hodnoty medzi 1. až najvyšším číslom krivky. Číslo z tohto

intervalu je ľubovoľné reálne číslo (obr. 3.35a).

2. Vytvorenie bodu priamym zadaním súradníc nového bodu (obr. 3.35b).

3. Vytvorenie bodu zadaním vzdialenosti od zvoleného bodu krivky (obr. 3.35c).

4. Vytvorenie bodu na základe určenia priesečníka krivky a aktívnej pracovnej roviny.

Zadaním ofsetovej hodnoty sa určí, v akej paralelnej vzdialenosti od pracovnej roviny sa

má hľadať priesečník (obr. 3.35d).

Obr. 3.33 Zapínanie a vypínanie čísiel bodov krivky

Obr. 3.34 Zobrazenie hrebeňa krivky

44

- zapnutie tabuľkového editora parametrov tangenty vybraného bodu. Parametre

tangenty je možné editovať aj manuálne v grafickom okne pre zvolený bod.

- zapnutie menu na jemné doladenie parametrov tangenty.

- zapnutie tabuľkového editora na ladenie parametrov G2 kriviek.

Obr. 3.35 Možnosti vytvorenia nového bodu na krivke

a) b)

c) d)

45

- konvertovanie krivky na „spline“ úseky a ich vzájomné pospájanie. Funkcia je

k dispozícii iba pri editačnom režime Bezierových a G2 kriviek (obr. 3.36).

- konvertovanie krivky na kružnicové úseky s plynulým prechodom. Funkcia je

k dispozícii iba pri editačnom režime Bezierových a G2 kriviek (obr. 3.37).

- editovanie množstva bodov krivky na základe definovaných parametrov. Funkcia

je k dispozícii iba pri editačnom režime Bezierových a G2 kriviek.

Stlačením tejto ikony pri vybranej krivke sa zobrazí editačné menu (obr. 3.38). Môžeme si

zvoliť medzi ktorými bodmi chceme editáciu uskutočniť, a to tak, že určíme začiatočný

a koncový bod výberu. Potom zadáme novú hodnotu množstva bodov a potvrdíme OK.

Obr. 3.36 Konvertovanie krivky

Obr. 3.37 Konvertovanie krivky

Obr. 3.38 Editovanie množstva bodov

46

- editovanie kriviek v režime „Bezier“. Ak to charakter krivky dovoľuje, bude

editovaná ako Bezierova krivka.

- editovanie kriviek v režime „G2“. Ak to charakter krivky dovoľuje, bude

editovaná ako G2 krivka.

- editovanie kriviek v režime „B-Spline“. Ak to charakter krivky dovoľuje, bude

editovaná ako B-Spline krivka.

3.5 KÓTOVANIE A POPIS SÚČIASTKY

Na spustenie kótovania a popisu súčiastky sa používa ikona Annotation (anotácia) podľa

(obr. 3.39). V ľavej časti obrazovky sú následne aktivované príslušné príkazy (obr. 3.40).

Obr. 3.39 Ikona na spustenie anotácie

Obr. 3.40 Príkazy na anotáciu súčiastok

- Horizontal/Vertical text (horizontálny a vertikálny text)

- Default balloon (prednastavená bublina)

- Counter balloon (informačné popisky) - Geometric Tolerance (geometrické tolerancie)

- Automatic dimension (automatické kótovanie)

- Parallel dimension (paralelné kóty)

- Radius (rádiusy)

- Minor Angle (vnútorné a vonkajšie uhly)

- Basepoint (základňa)

47

3.5.1 Popis súčiastky

Prvé štyri ikony nám slúžia na vkladanie textu a popisových polí do výkresov. Po ukázaní

myšou na príslušnú ikonu sa zobrazia ďalšie možnosti.

Horizontal/Vertical text (horizontálny a vertikálny text)

Po kliknutí na príslušnú ikonu možno do výkresu vložiť text v horizontálnom smere,

prípadne vo vertikálnom smere. Zároveň sa v spodnej časti obrazovky zobrazí lišta na editáciu

vlastností textu (obr. 3.41).

Na lište je možné vybrať typ písma, veľkosť písma a jeho štýl (tučné, kurzíva,

podčiarknuté), ďalej:

Pitch – rozstup medzi písmenami,

Spacing – rozstup medzi riadkami vybraného bloku textu,

Angle – uhol horizontálneho textu.

Ďalej možno na lište nastaviť zarovnanie textu, jeho filtrovanie, znižovanie alebo

zvyšovanie desatinného miesta a nakoniec pridávať špeciálne charakteristiky.

Default balloon (prednastavená bublina) a Counter balloon (informačné popisky)

Po kliknutí na ikony patriace do tejto časti je možné vkladať popis a charakteristiky bodov

modelu t.j. na vloženie štandardnej bubliny alebo x a y súradnice bodu (obr. 3.42a). Ďalšie

ikony slúžia na vkladanie rôznych informačných popiskov (obr. 3.42b).

Obr. 3.41 Editácia vlastností textu

Obr. 3.42 Informačné popisky

a) b)

48

Geometric Tolerance (geometrické tolerancie)

Na vkladanie ďalších popisových kót charakterizujúcich napríklad drsnosť, geometrické

tolerancie alebo typ zvarov slúžia ikony podľa obr. 3.43.

3.5.2 Kótovanie súčiastky

Na kótovanie súčiastok využívame ikony podľa ich účelu. Po kliknutí na príslušnú ikonu

sa myšou presunieme ku kótovanému elementu. Ďalší postup závisí od druhu kóty.

Automatic dimension (automatické kótovanie)

Postup kótovania je nasledovný:


2. Kliknutím vyberieme prvú pozíciu na kótovanom elemente.

3. Kliknutím vyberieme druhú pozíciu na kótovanom elemente.

4. To, či kótovaný rozmer bude horizontálny (obr. 3.44a), alebo vertikálny (obr. 3.44b),

závisí od pohybu myši a tým sa umiestni aj text.

Parallel dimension (paralelné kóty)



2. Kliknutím vyberieme prvú pozíciu na kótovanom elemente.

3. Kliknutím vyberieme druhú pozíciu na kótovanom elemente.

4. Umiestnime text.

Obr. 3.43 Informačné popisky

Obr. 3.44 Horizontálne a vertikálne kótovanie

a) b)

49

Radius (rádiusy)

Podľa toho aký rádius chceme kótovať vyberieme príslušnú ikonu (obr. 3.45).

Polomer



2. Vyberieme oblúk alebo kruh kliknutím.

3. Zobrazenú kótu umiestnime mimo (obr. 3.46a), alebo vo vnútri kruhu (obr. 3.46b).

Polomer z troch bodov



2. Prvý kliknutý bod definuje začiatok kruhu.

3. Druhý kliknutý bod definuje koniec kruhu.

4. Kliknutím na tretí sa zistí jeho obvod a vloží sa polomer (obr. 3.47).

Obr. 3.45 Kótovanie polomerov

polomer polomer z troch bodov priemer

a) b) Obr. 3.46 Kótovanie polomerov

Obr. 3.47 Kótovanie polomerov z troch bodov

50

Priemer



2. Klikneme na kruh, prípadne na dva body kruhu.

3. Vložíme text (obr. 3.48).

Minor Angle (vnútorné a vonkajšie uhly - obr. 3.49).



2. Klikneme na prvú čiaru.

3. Následne klikneme na druhú čiaru, čím určíme uhol medzi čiarami, ktorý musí byť väčší

ako 180° - vonkajší uhol a menší ako 180° - vnútorný uhol.

Spôsoby kótovania (obr. 3.50).

Obr. 3.48 Kótovanie priemerov

Obr. 3.49 Kótovanie uhlov vnútorný uhol vonkajší uhol

Obr. 3.50 Spôsoby kótovania kóty od základne reťazové kóty súradnicové kóty

51

Basepoint (základňa - obr. 3.51).


1. Klikneme na príslušnú ikonu,

2. Zvolíme si bod, od ktorého budeme tvoriť všetky ostatné kóty,

3. Pohybom myši určíme horizontálnu alebo vertikálnu polohu kót.

Chain (reťazové kóty - obr. 3.52).



2. Zvolíme si začiatočný bod reťaze.

3. Línia kót je prepojená so začiatočným bodom a kurzorom myši.

4. Klikneme na ďalší bod a vložíme text.

Ordinate (súradnicové kóty - obr. 3.53).



2. Zvolíme si bod určujúci začiatok súradnicového systému.

3. Kliknutím na ďalší bod vložíme kótu určujúcu jeho polohu.

Obr. 3.51 Kótovanie od jednej základne

Základňa

Obr. 3.52 Reťazové kótovanie

52

3.5.3 Šrafovanie súčiastky

Šrafovanie jednotlivých častí v zostave nám slúži na oddelenie (rozoznanie) samostatných

častí modelu na zostavnom výkrese (obr. 3.54), ale aj pri rezaní súčiastok z dôvodu

zobrazenia vnútorných alebo v pohľade neviditeľných elementov súčiastky.

Šrafovanie súčiastky sa spúšťa ikonou Hatching (šrafovanie - obr. 3.55).

Obr. 3.53 Súradnicové kóty

Začiatok súradnicového systému

Obr. 3.54 Výkres zostavy

Obr. 3.55 Spustenie šrafovania súčiastok

53

Po kliknutí na ikonu šrafovania sa v ľavej časti obrazovky aktivujú možnosti resp. druhy

šrafovania, z ktorých je potrebné si vybrať.

Šrafovanie vonkajších oblastí (obr. 3.56a)

Pokiaľ sa v šrafovanej oblasti nachádza menší útvar, ktorý nechceme šrafovať,

postupujeme nasledovne:

1. Označíme si celú šrafovanú plochu kliknutím na jej okraj a vytvoríme kompozitnú krivku.

Daná plocha sa nám následne celá vyšrafuje.

2. Držíme tlačidlo Shift a postupne označíme okraje plochy, ktorá nemá byť vyšrafovaná,

a vytvoríme kompozitnú krivku. Z vybranej plochy je následne odstránené šrafovanie.

Šrafovanie vnútorných oblastí (obr. 3.56b)

Ak máme vytvorený objekt a chceme mať vyšrafovanú vnútornú oblasť a nie vonkajšiu,

postupujeme stlačením tlačidla Shift a označíme hranice vonkajšej plochy, vytvoríme

kompozitnú krivku a vnútorná plocha sa vyšrafuje.

Modifikácia šrafovania

Pokiaľ je potrebné zmeniť štýl šrafovania, klikneme pravým tlačidlom myši na šrafovanie

a zvolíme možnosť Modify. Otvorí sa dialógové okno slúžiace na zmenu vlastností šrafovania

(obr. 3.57a). V tomto okne je možné nastaviť:

Name – názov vzoru šrafovania,

Pattern – voľba vzoru šrafovania,

Spacing – rozstup medzi čiarami vzoru.

a) b) Obr. 3.56 Šrafovanie vnútorných a vonkajších oblastí

54

Po kliknutí na príkaz Edit Pattern. sa zobrazí okno na rozšírené nastavenie vlastností

šrafovania (obr. 3.57b). V tomto okne je možné nastaviť:

Name – názov vzoru šrafovania.

Crosshatch – definovanie mriežky, všetky uhly, rozstupy a vzhľadové vlastnosti,

Filled – definovanie zaplnenia šrafovania, (možno zvoliť iba farbu šrafovacích čiar),

Angle – nastavenie uhlov sklonu čiar, (uhol Angle 2 je možné nastaviť, ak je označená voľba

Crosshatch a slúži na nastavenie uhla sklonu druhej čiary, všetky uhly sú merané od

osi X).

Otázky a úlohy

3.1 Aké spôsoby vytvorenia technického výkresu poznáte?

3.2 Vymenujte nástroje na tvorbu výkresov.

3.3 Čo je kompozitná krivka a aký je jej význam?

3.4 Uveďte príklady modifikácie čiar a kriviek.

3.5 Aký je význam kótovania a popisu súčiastky, uveďte príklady.

3.6 Uveďte význam šrafovania súčiastok.

Obr. 3.57 Nastavenie vlastností šrafovania

a) b)

55

4. SÚRADNICOVÝ SYSTÉM A TRANSFORMÁCIE MODELU

V predchádzajúcich kapitolách sme popísali konštruovanie 2D súčiastok. Technický

výkres je jedným zo vstupov do CAD systému. Opisuje súčiastku pomocou pohľadov, rezov

a detailov. Neposkytuje nám však informácie o priestore, ktorý je uzavretý stenami súčiastky,

ani informácie o topológii objektu a jeho priestorových vzťahoch s inými súčiastkami. Na

tento účel slúži práve priestorový 3D model súčiastky. V nasledujúcich kapitolách popíšeme

základné funkcie na umiestnenie modelu v priestore a funkcie pre transformáciu modelov.

4.1 SÚRADNICOVÝ SYSTÉM

Súradnicový systém slúži na orientáciu súčiastky v priestore. Je to potrebné nielen pre

samotné modelovanie súčiastky, ale aj pre účely ďalšieho použitia súčiastky, napríklad

v niektorom CAM softvéri. Vloženie súradnicového systému je prvá operácia, ktorú musí

konštruktér vykonať. Samozrejme, počas modelovania je možné vložiť aj ďalšie súradnicové

systémy, čím sa uľahčí modelovanie jednotlivých častí súčiastky. Súradnicový systém

vkladáme na pracovnú plochu pomocou príslušnej ikony (obr. 4.1).

vloženie súradnicového systému

Obr. 4.1 Vkladanie súradnicového systému

56

Klikneme ľubovoľne na pracovnú plochu a tam bude súradnicový systém vložený.

Automaticky sa aktivuje aj ikonová lišta vľavo, kde sa nachádzajú ďalšie možnosti vkladania

súradnicového systému (obr. 4.2).

Po vložení súradnicového systému v praxi často potrebujeme nastaviť presné súradnice

polohy, posunúť systém do požadovanej polohy alebo otočiť systém okolo niektorej osi. Túto

požiadavku môžeme realizovať tak, že dvakrát klikneme na súradnicový systém. Zobrazí sa

editačná tabuľka, kde je možné nastaviť požadované parametre pre zvolený súradnicový

systém (obr. 4.3).

Obr. 4.3 Editačná tabuľka súradnicového systému

Obr. 4.2 Ďalšie možnosti vkladania súradnicového

- vytvorí samostatný súradnicový systém

- vkladanie viacerých súradnicových systémov

- zarovnanie ku geometrii, minimálnej hĺbke a normále

- súradnicový systém umiestnený v strede, hore a dolu na

- vytvorí súradnicový systém z troch bodov a zarovnaný podľa

- vytvorí

57

V tabuľke nastavujeme Name (meno) súradnicového systému. Vedľa mena je ikonka na

uzamknutie súradnicového systému. Ďalej je tu definovanie súradnicového systému, políčka

Active (aktívny), Master (hlavný), Group (zoskupený). Pole Workspace (pracovný priestor)

označuje, na ktorú pracovnú rovinu, resp. priestor bude súradnicový systém viazaný. V troch

textových políčkach nastavujeme súradnice počiatku súradnicového systému v poradí X, Y,

Z. Ikonka vedľa textových polí slúži na rozšírené nastavenia súradnicového systému.

V poliach Axis (osi) a Twist (otáčanie) nastavujeme smer systému v príslušnej osi a otáčanie

systému okolo vybranej osi (obr. 4.4). Pomocou posledného políčka Alignment (zarovnanie)

nastavíme zarovnanie podľa príslušnej voľby (podobne ako pri obr. 4.2).

Editačné okno na nastavenie smeru súradnicového systému obsahuje ikony na zarovnanie

systému podľa vybranej roviny, nastavenie smeru v príslušnej osi (Direction) a uhol, o ktorý

môžeme príslušnú os otočiť (Apparent Angles). V editačnom okne na otáčanie

súradnicového systému nastavíme hodnotu, o ktorú chceme systém otočiť. Výsledok otočenia

je možné sledovať ihneď po zadaní hodnoty, bez potvrdenia tlačidlom OK. Potvrdíme až po

dosiahnutí požadovaného otočenia.

Editačné okno na otáčanie súradnicového systému slúži zároveň aj ako kalkulačka a na

meranie rôznych parametrov súčiastky – ikony v pravej časti editačného poľa na otáčanie.

Môžeme merať polomery, vonkajšie a vnútorné uhly, dĺžky, priemery, vzdialenosti bodov,

najkratšie vzdialenosti medzi vybranými objektmi, plošné obsahy ohraničených oblastí ako

veľkosť priestoru, ktorý zaberá súčiastka, teda objem súčiastok.

Obr. 4.4 Smer a natáčanie súradnicového systému

58

4.2 GEOMETRICKÉ ENTITY

Pod pojmom geometrická entita rozumieme časť modelovanej súčiastky, ktorá má svoj

konštrukčný a technologický význam.

Medzi geometrické entity patria:

- bod,

- čiara (úsečka a priamka),

- krivka,

- plocha,

- objemové teleso.

Modelovanie 3D súčiastok sa uskutočňuje práve pomocou geometrických entít, kde

definujeme ich polohu v priestore a ich vzájomné priestorové interakcie.

Nie je účelom tejto publikácie podrobne sa zaoberať matematickými definíciami

geometrických entít. Účelom je popísať spôsoby modelovania súčiastok, teda využitie

geometrických entít pri vytváraní komplexného 3D modelu súčiastky. Problematikou

kreslenia čiar a kriviek sme sa zaoberali v kapitole 3. V nasledujúcej kapitole sa zameriame

na transformácie geometrických entít.

4.3 EDITÁCIA GEOMETRICKÝCH ENTÍT

Pod pojmom editácia geometrických entít rozumieme transformáciu geometrických entít

v rovine alebo v priestore. Medzi základné transformácie patria:

- presun a kopírovanie objektov,

- rotácia objektov,

- zrkadlenie objektov,

- ofset objektov,

- mierka objektov,

- pole objektov.

Transformačné príkazy sa spúšťajú pomocou ikony v ľavej časti obrazovky Show general

edit options (ukáž všeobecné editačné voľby - obr. 4.5).

59

Po kliknutí na túto ikonu sa pod ňou resp. v ľavej časti obrazovky aktivujú ikony pre

jednotlivé príkazy na transformácie geometrických entít (obr. 4.6).

4.3.1 Interactively limit wireframes (interaktívne limity obrysu - obr. 4.7)

Obr. 4.5 Spustenie všeobecných editačných volieb

- Mirror/symmetrise object (zrkadlenie/symetrizácia objektu)

- Interactively limit wireframes (interaktívne limity obrysu)

- Move/copy object (presun/kopírovanie objektu)

- Rotate object (rotácia objektu)

- Offset object (ofsetovanie objektu)

- Scale the object(s) (mierka objektu)

- Create pattern of object (vytvorenie poľa objektov)

- Project items onto plane (premietanie čiar a kriviek na rovinu)

- Project points onto surface (premietanie bodov na plochu)

- Morph object(s) (voľné tvarovanie objektov)

Obr. 4.6 Príkazy na transformácie geometrických entít

orež podľa obrysu orež podľa bodu orež objekt orež podľa výberu

Obr. 4.7 Ikony na orezávanie objektov

60

Orež podľa obrysu

Postup orezávania podľa obrysov je nasledovný:


2. Kliknutím myšou vyberieme čiaru ktorú chceme orezať (obr. 4.8a).

3. Po kliknutí čiara zmizne (obr. 4.8b).

4. Ďalšími kliknutiami môžeme orezávať ostatné čiary.

Orež podľa bodu

Postup orezávanie podľa bodu je nasledovný:


2. Kliknutím myšou vyberieme čiaru, ktorú chceme orezať.

3. Druhým kliknutím vyznačíme bod, v ktorom chceme orezať čiaru (obr. 4.9a).

4. Čiara bude orezaná medzi vyznačenými bodmi (obr. 4.9b).

a) b)

Obr. 4.8 Orezávanie objektov podľa obrysu

Obr. 4.9 Orezávanie objektov podľa bodu

a) b)

61

Orež objekt

Postup orezávania objektov je nasledovný:


2. Kliknutím myšou vyberieme objekt, ktorý chceme orezať.

3. Myšou vyberieme bod, v ktorom chceme orezať čiaru (obr. 4.10a).

4. Čiara bude rozdelená vo vyznačenom bode na dve časti (obr. 4.10b).

Orež podľa výberu

Postup orezávanie podľa výberu je nasledovný:


2. Kliknutím myšou vyberieme hraničný objekt, od ktorého budeme rezať (obr. 4.11a).

3. Druhým kliknutím vyberieme objekt, ktorý chceme orezať.

4. Objekt bude orezaný podľa vyznačenej čiary (obr. 4.11b).

Obr. 4.10 Orezávanie objektov

a) b)

Obr. 4.11 Orezávanie objektov podľa výberu

a) b)

62

4.3.2 Move/copy object (presun/kopírovanie objektu - obr. 4.12)

Presun/Kopírovanie

Postup presunu objektu je nasledovný:

1. Klikneme na objekt, ktorý chceme presúvať a na príslušnú ikonu (obr. 4.13a).

2. Kliknutím myšou vyberieme bod, do ktorého chceme presúvať objekt.

3. Objekt bude presunutý do vyznačeného bodu (obr. 4.13b).

4. Druhým kliknutím vyberieme objekt, ktorý chceme orezať.

Postup kopírovania objektu je podobný ako pri presune. Je však potrebné kliknúť na ikonu

kopírovania (obr. 4.13a). Pokiaľ je potrebné presunúť alebo kopírovať objekt s konkrétnym

bodom uchopenia, môžeme si tento bod zvoliť pomocou ikony Reposition move origin (zmeň

pozíciu bodu presunu - obr. 4.13b). Ďalší postup je rovnaký ako pri presúvaní a kopírovaní.

Obr. 4.12 Ikony na presun a kopírovanie objektov

presun/kopírovanie natiahnuť objekt umiestnenie objektu

Obr. 4.13 Presun a kopírovanie objektov

a) b)

Kopírovanie

63

Natiahnuť objekt

Postup naťahovania objektu je nasledovný:

1. Myšou vyberieme objekt, ktorý bude presúvaný, čím sa natiahnu zvyšné časti objektu a

klikneme na príslušnú ikonu. (obr. 4.14a).

2. Klikneme na pozíciu, kde chceme presunúť objekt.

3. Objekt bude presunutý do vyznačeného bodu a zvyšok natiahnutý (obr. 4.14b).

Umiestnenie objektu

Postup presunu objektu je nasledovný:

1. Klikneme na objekt, ktorý chceme umiestniť na iný objekt, a na príslušnú príkazovú ikonu

(obr. 4.15).

Obr. 4.14 Naťahovanie objektov

a) b)

Obr. 4.15 Umiestnenie objektu – prvá fáza

64

2. Kliknutím myšou vyberieme prvý a druhý bod, kde budeme umiestňovať objekt s tým, že

pre druhý volený bod treba zadať políčko Position 2.

3. Objekt bude presunutý do vyznačených bodov (obr. 4.16).

4.3.3 Rotate object (rotácia objektu)

Postup otáčania objektu je nasledovný:

1. Klikneme na objekt, ktorý chceme otáčať a na príslušnú ikonu (obr. 4.17a).

2. Štandardne je os otáčania nastavená v niektorej osí súradnicového systému podľa toho

aká pracovná rovina je nastavená ( teraz bude objekt otočený okolo osi X).

3. Do políčka Angle (uhol) zadáme hodnotu, o ktorú sa má objekt otočiť aj s príslušným

znamienkom + alebo -.

4. Po potvrdení klávesou Enter bude objekt otočený o nastavený uhol (obr. 4.17b).

Obr. 4.16 Umiestnenie objektu – druhá fáza

65

Pokiaľ chceme otáčať objekt okolo inej vlastnej osi, môžeme ju nastaviť pomocou príkazu

Reposition rotation axis (zmeň pozíciu rotačnej osi) kliknutím na príkaz a potom do

pracovného poľa (obr. 4.18a). Ak chceme zachovať pôvodný objekt alebo chceme vytvoriť

kópiu objektu, klikneme na príkaz Keep original (zachovaj originál), pripadne nastavíme

počet kópií v políčku No of Copies (počet kópií - obr. 4.18b).

Obr. 4.17 Otáčanie objektu a) b)

Obr. 4.18 Zmena pozície rotačnej osi a kopírovanie

a) b)

66

4.3.4 Mirror/symmetrise object (zrkadlenie/symetrizácia objektu)

Po kliknutí na príkaz zrkadlenia sa zobrazí pole príkazov (obr. 4.19).

Postup zrkadlenia objektu je podobný pre všetky prípady, preto uvedieme iba príklad

zrkadlenia v rovine ZX. Postup je nasledovný:

1. Klikneme na objekt, ktorý chceme zrkadliť a na príslušnú ikonu (obr. 4.20).

2. Objekt bude zrkadlený v príslušnej rovine. Zároveň zostal zachovaný pôvodný objekt, ak

tento nechceme, je potrebné vypnúť príkaz Keep original (zachovaj originál).

Obr. 4.19 Príkazy na zrkadlenie

- Keep original (zachovaj originál)

- Mirror in XY (zrkadlenie v rovine XY)

- Mirror in YZ (zrkadlenie v rovine YZ)

- Mirror in ZX (zrkadlenie v rovine ZX)

- Mirror in a user-defined line (zrkadlenie v rovine definovanej užívateľom)

Obr. 4.20 Zrkadlenie v rovine ZX

67

4.3.5 Offset object (ofsetovanie objektu)

Po rozbalení menu Offset sa zobrazia príkazy podľa (obr. 4.21).

Postup pre Offset objektu je nasledovný: 1. Klikneme na objekt, ktorý chceme ofsetovať, a na príslušnú ikonu (obr. 4.22a).

2. V príkazovej karte môžeme zvoliť podmienky ofsetu, prechody rohov (ostré alebo oblé),

počet kópií objektu a je potrebné nastaviť Distance (vzdialenosť), o ktorú chceme objekt

ofsetovať. Šípka na objekte nám udáva smer, kde sa nový objekt zobrazí (vonkajšia alebo

vnútorná strana).

3. Po zadaní parametrov a potvrdení Enter bude príkaz zrealizovaný (obr. 4.22b).

offsetovanie objektu variabilný offset

Obr. 4.21 Príkazy z menu Offset

Obr. 4.22 Ofset objektu

a) b)

68

Postup pre Variable Offset objektu je nasledovný: 1. Klikneme na objekt, ktorý chceme ofsetovať. a na príslušnú ikonu (obr. 4.23).

2. V príkazovej karte môžeme zvoliť podmienky variabilného ofsetu.

3. Klikneme na bod, ktorý budeme ofsetovať, nastavíme hodnotu ofsetu a potvrdíme

tlačidlom OK.

4. Príkaz bude zrealizovaný (obr. 4.24).

Obr. 4.23 Nastavenie parametrov variabilného ofsetu

Obr. 4.24 Výsledok variabilného ofsetu

69

4.3.6 Scale the object(s) (mierka objektu)

Postup na zmenu mierky objektu je nasledovný: 1. Klikneme na objekt, ktorému chceme zmeniť mierku a na príslušnú ikonu.

2. V príkazovej karte môžeme zvoliť podmienky variabilného ofsetu, teda môžeme zachovať

originál (obr. 4.25a), môžeme uzamknúť osi, v ktorých nechceme meniť mierku (obr.

4.25b) a môžeme si nastaviť vlastný bod, od ktorého budeme príkaz realizovať (obr.

4.25c).

3. Je potrebné nastaviť hodnotu mierky do príslušného políčka (hodnoty menšie ako 1 –

zmenšenie a hodnoty väčšie ako 1 – zväčšenie).

4. Príkaz bude zrealizovaný po potvrdení Enter (obr. 4.26).

Obr. 4.25 Nastavenie parametrov pre zmenu mierky a) b) c)

Obr. 4.26 Zväčšenie o 1,5 násobok

70

4.3.7 Create pattern of object (vytvorenie poľa objektov)

Postup na vytvorenie obdĺžnikového poľa objektov je nasledovný: 1. Klikneme na objekt a príkaz, zobrazí sa menu vytvorenia poľa objektov (obr. 4.27).

2. V príkazovej karte môžeme zvoliť podmienky vytvorenia poľa, teda nastavíme počet

objektov v poli v našom prípade 6 vertikálne a 4 horizontálne, vzdialenosť objektov

v horizontálnom aj vertikálnom smere, v našom prípade 4x4 mm, je možné nastaviť aj

polohu objektov v poli, ak ide o nesymetrické tvary a posledným nastavením je prípad ak

chceme pole iba po obvode obdĺžnika Hollov Box.

3. Príkaz bude zrealizovaný po potvrdení OK.

Postup na vytvorenie poľa včelích plástov je nasledovný:

1. Klikneme na objekt a príkaz, zobrazí sa menu vytvorenia poľa objektov (obr. 4.28).

2. V príkazovej karte môžeme zvoliť podmienky vytvorenia poľa, teda nastavíme počet

objektov v poli, v našom prípade 3 vertikálne a 3 horizontálne, vzdialenosť objektov

v horizontálnom aj vertikálnom smere, v našom prípade 4x4 mm a posledným nastavením

je rozloženie, resp. striedanie sa objektov v poli Pattern shape.


Obr. 4.27 Vytvorenie obdĺžnikového poľa

71

Postup na vytvorenie kruhového poľa je nasledovný:

1. Klikneme na objekt a príkaz, zobrazí sa menu vytvorenia poľa objektov (obr. 4.29).

2. V príkazovej karte môžeme zvoliť podmienky vytvorenia poľa, teda nastavíme uhol, pod

ktorým budú objekty umiestnené, v našom prípade 60°, počet objektov v poli, v našom

prípade 6, možno nastaviť prípadnú rotáciu objektov a posledným nastavením je

umiestnenie objektu v centre pola Centre element.


Postup na vytvorenie poľa na krivke je nasledovný: 1. Klikneme na objekt a príkaz, zobrazí sa menu vytvorenia poľa objektov (obr. 4.30).

2. V príkazovej karte môžeme zvoliť podmienky vytvorenia poľa v našom prípade chceme

objekty po celej krivke.

3. Príkaz bude zrealizovaný po kliknutí na príslušnú krivku, kde sa objekty zobrazia vo

význačných bodoch krivky, potom je potrebné potvrdenie OK.

Obr. 4.28 Vytvorenie poľa včelích plástov

72

Obr. 4.21 Príkazy z menu Offset

Obr. 4.29 Vytvorenie kruhového poľa

Obr. 4.30 Vytvorenie poľa na krivke

73

4.3.8 Project items onto plane (premietanie čiar a kriviek na rovinu)

Postup na premietanie čiar a kriviek na rovinu je nasledovný: 1. Klikneme na objekt, ktorý chceme premietať, a na príkaz (obr. 4.31).

2. V príkazovej karte môžeme zvoliť podmienky premietania, podľa ktorej osi sa bude

premietať, vzdialenosť od príslušnej osi a môžeme zachovať aj kópiu objektu.

3. Príkaz bude zrealizovaný po kliknutí na OK.

4.3.9 Project points onto surface (premietanie bodov na plochu)

Postup na premietanie bodov na plochu je rovnaký ako pri premietaní kriviek na rovinu.

4.3.10 Morph object(s) (voľné tvarovanie objektov)

Tento príkaz je využívaný pri voľnom tvarovaní objemových telies. Na jeho využitie sú

potrebné vedomosti z modelovania objemových telies. Ukážeme si príklad voľného

tvarovanie telesa hranola. Postup je nasledovný: 1. Klikneme na objekt ktorý, chceme voľne tvarovať, a na príkaz (obr. 4.32).

2. V príkazovej karte zvolíme možnosť Flexible Box a tvarovanie otáčaním objektu.

Obr. 4.31 Premietanie krivky na rovinu

74

3. Myšou uchopíme šípku v dolnej časti objektu a pohybom myši tvarujeme objekt.

4. Ak sme s výsledkom spokojní, klikneme na OK.

Otázky a úlohy

4.1 Vysvetlite význam a účel súradnicového systému.

4.2 Aké editačné operácie môžeme realizovať so súradnicovým systémom?

4.3 Vymenujte základné geometrické entity.

4.4 Čo sa rozumie pod pojmom editácia geometrických entít?

4.5 Vymenujte základné transformácie modelu.

4.6 Vyberte si tri transformácie modelu a podrobne ich vysvetlite.

Obr. 4.32 Voľné tvarovanie hranola

75

5. PLOŠNÉ MODELOVANIE 3D SÚČIASTOK

Nie je možné podrobne popísať všetky príkazy na modelovanie plôch. Z tohto dôvodu

budú v nasledujúcej kapitole predstavené len základné najčastejšie používané príkazy na

modelovanie plôch. Všetky plochy vznikajú resp. sú ohraničené čiarami a krivkami, ktoré sú

navzájom spojené alebo nie sú spojené a musia byť v priestore vhodne umiestnené. Pri tvorbe

plôch je vždy potrebné vytvoriť kompozitnú krivku, inak plocha nebude vytvorená.

Modifikácia plôch je podobná ako pri čiarach, teda dvojitým kliknutím na príslušnú plochu sa

zobrazí editačné okno v ktorom nastavujeme požadované parametre. Na spustenie plošného

modelára slúži ikonové tlačidlo Surface v hornom ikonovom menu podľa obr. 5.1.

Na ľavej strane sa zobrazia príkazy na modelovanie plôch (obr. 5.2).

Obr. 5.1 Spustenie plošného modelára

- Automatic Surfacing (automatická tvorba plôch)

- Extrusion (vytiahnutie)

- Fillet surface (zaoblenie plochy)

- Primitive (primitíva – základné matematické tvary)

- Surface of revolution (rotačná plocha)

- Create a bead surface of wireframe (plocha tvorená od bodov krivky)

- Create surface from patches (vytvorenie poľa objektov)

- Draft surface (plocha tvorená z vybranej krivky existujúcej plochy)

- Split Surface (štiepaná plocha)

- Surface Extension (predĺženie plochy)

- Blend surface (slepá plocha)

- Wrap Triengles (navinutie trojuholníkov na plochu)

Obr. 5.2 Príkazy na plošné modelovanie

76

5.1 AUTOMATIC SURFACING (AUTOMATICKÉ TVORENIE PLÔCH)

Pomocou tohto príkazu môžeme vytvárať rôzne typy plôch podľa toho, ako máme

usporiadané krivky v priestore. Systém automaticky ponúkne vytvorenie niektorého typu

plochy analýzou vzájomnej polohy kriviek v priestore.

5.1.1 From Network (zo siete)

Postup pri tvorbe automatických plôch je podobný pre všetky prípady:

1. Najskôr je potrebné označiť krivku, z ktorej plochu tvoríme.

2. Klikneme na príkaz automatickej tvorby plôch.

3. Ak sme s výsledkom spokojní, potvrdíme OK.

Na obr. 5.3 je príklad plochy vytvorenej zo siete kriviek spojených v priestore.

5.1.2 From Separate (zo samostatných kriviek)

Postup pri tvorbe automatických plôch zo samostatných kriviek je nasledovný:

1. Označíme všetky krivky, z ktorých plochu tvoríme.



Obr. 5.3 Plocha zo siete spojených kriviek

77

Na obr. 5.4 je príklad plochy vytvorenej zo samostatných kriviek spojených v priestore.

5.1.3 Fill-In (rovinné plochy)

Postup pri tvorbe automatických plôch rovinných je nasledovný:

1. Označíme krivku, z ktorej plochu tvoríme.



Na obr. 5.5 je príklad rovinnej plochy.

Obr. 5.4 Vytvorenie plochy zo samostatných kriviek

Obr. 5.5 Vytvorenie rovinnej plochy

78

5.1.4 Drive-Curve (vodiaca krivka)

Postup pri tvorbe automatických plôch pomocou vodiacej krivky je nasledovný:

1. Označíme obe krivky, tvoriacu aj vodiacu, z ktorej plochu tvoríme.



Na obr. 5.6 je príklad plochy vytvorenej pomocou vodiacej krivky.

5.2 PRIMITIVE (PRIMITÍVA)

Modelovanie pomocou týchto príkazov nám uľahčuje prácu tým, že pracujeme s

predmodelovanými tvarmi plôch, čím šetríme čas pri modelovaní. Sú tu základné

matematické tvary, ktoré je možné opísať jednoduchou matematickou rovnicou. Z tohto

dôvodu sa nazývajú primitíva, čiže jednoduché matematické tvary. Modelovanie pomocou

Obr. 5.6 Vytvorenie plochy pomocou vodiacej krivky

79

primitív je veľmi jednoduché. Stačí podržať ukazovateľ myši na príkazoch pre tvorbu

primitív, kliknutím si vybrať tvar a druhým kliknutím na pracovnú plochu umiestnime

modelovaný tvar. Príklad vytvorenia skrutkovice je na (obr. 5.7).

5.3 SURFACE OF REVOLUTION (PLOCHA Z ROTÁCIE)

Plocha sa vytvára pomocou rotácie krivky okolo niektorej z osí súradnicového systému.

Dôležitou požiadavkou je umiestnenie a poloha krivky. Rotácia sa realizuje vždy okolo osi

aktívneho súradnicového systému. Preto je vhodné umiestniť jeden koniec krivky do jeho

počiatku. Krivka rotuje okolo osi, ktorá je kolmá na aktívnu pracovnú rovinu. Postup na

vytvorenie rotačnej plochy je nasledovný:

1. Označíme krivku, z ktorej vytvárame plochu.

2. Klikneme na príslušný príkaz, čím sa vytvorí plocha.

Príklad vytvorenia plochy rotáciou krivky okolo osi Z je na obr. 5.8a.

5.4 EXTRUSION (VYTIAHNUTIE)

Plocha sa vytvára pomocou vytiahnutia krivky v smere niektorej z osí súradnicového

systému. Podobne ako pri rotácii je dôležitou požiadavkou umiestnenie a poloha krivky.

Obr. 5.7 Vytvorenie skrutkovej plochy pomocou primitíva

80

Vytiahnutie sa realizuje vždy v smere osi kolmej na aktívnu pracovnú rovinu. Preto je vhodné

umiestniť jeden koniec krivky do počiatku aktívneho súradnicového systému. Postup na

vytvorenie vytiahnutej plochy je nasledovný:

1. Označíme krivku, z ktorej vytvárame plochu.

2. Klikneme na príslušný príkaz, čím sa vytvorí plocha.

Krivka je vytiahnutá v požadovanom smere na prednastavenú dĺžku, ktorú je možné

dodatočne zmeniť v editačnom okne. Príklad vytvorenia plochy vytiahnutím v smere osi Y je

na obr. 5.8b.

5.5 FILLET SURFACE (ZAOBLENÁ PLOCHA)

Zaoblenie plôch sa využíva hlavne pri konštrukcii zlievarenských modelov a foriem. Ale

aj pri konštrukcii rôznych strojárskych súčiastok, kde je tento prvok využívaný či už

z konštrukčného, alebo z technologického hľadiska. Zaoblenie sa vytvára medzi plochami,

ktoré sú vo vzájomnej interakcii. To znamená, že sa pretínajú alebo sa dotýkajú. Postup na

vytvorenie rotačnej plochy je nasledovný:

1. Klikneme na príslušný príkaz, zobrazí sa tabuľka parametrov (obr. 5.9).

2. Nastavíme požadované parametre.

a) b) Obr. 5.8 Rotačná plocha a vytiahnutá plocha

81

3. V spodnej časti vyberieme kliknutím myši najskôr prvú plochu Primary.

4. Označíme políčko Secondary a vyberieme druhú plochu kliknutím myši.

5. Potvrdíme OK, čím sa zobrazí tabuľka pre rozšírené nastavenie (obr. 5.10).

Obr. 5.9 Zaoblenie plôch – základné nastavenia

Obr. 5.10 Zaoblenie plôch – rozšírené nastavenia

82

V rozšírených nastaveniach je možné realizovať dodatočné nastavenia na vytvorenie

zaoblenia, ako napríklad nastavenie premenlivého rádiusu alebo zmena zaoblenia na zrazenie

prostredníctvom príkazu Chamfer (obr. 5.11b). Potvrdíme OK a príkaz bude zrealizovaný

s príslušnými nastaveniami pre zaoblenie (obr. 5.11a).

5.6 BLEND SURFACE (SPLYNUTIE PLÔCH)

Splynutie plôch sa vytvára medzi plochami, ktoré sa nedotýkajú. Splynutá plocha vzniká

na základe tvoriacej krivky, ktorá sa nachádza na prvej ploche a je v podstate vytiahnutá ku

druhej ploche. Obmedzujúcou podmienkou je poloha druhej plochy. Tieto dve plochy sú

spojené práve splynutou plochou. Dôležitou podmienkou je vzájomná poloha dvoch plôch,

medzi ktorými budeme vytvárať slepú plochu. Tieto plochy musia byť jedna k druhej

primerane veľké, musia smerovať jedna ku druhej a musia byť v primeranej vzdialenosti.

V opačnom prípade sa splynutá plocha nevytvorí alebo bude deformovaná, čím sa stane

nepoužiteľnou. Postup pri tvorbe splynutej plochy je nasledovný:

1. Klikneme na príkaz na tvorbu splynutej plochy, zobrazí sa okno parametrov.

2. Klikneme na prvú plochu, ale zároveň aj na tvoriacu krivku, v našom prípade je to

kružnica na menšej rúrke.

Obr. 5.11 Vytvorenie zaoblenia a zrazenia

a) b)

83

3. Označíme políčko Secondary a klikneme na druhú plochu, ku ktorej bude splynutá

plocha smerovať, a je teda hraničná.

4. Ak sme správne ukázali obe plochy aj tvoriacu krivku, máme všetky možnosti označené

zelenou fajkou (obr. 5.12).

5. Potvrdíme OK a príkaz bude zrealizovaný.

Otázky a úlohy

5.1 Uveďte základnú podmienku na vytváranie plôch z kriviek.

5.2 Vymenujte niektoré príkazy na modelovanie plôch.

5.3 Uveďte niektoré techniky automatického vytvárania plôch a popíšte ich.

5.4 Čo sú to primitíva a aké výhody prináša ich používanie?

5.5 Uveďte príklady a podmienky na modelovanie pomocou rotácie a vyťahovania kriviek.

5.6 Charakterizujte slepú plochu a uveďte podmienky pri jej modelovaní.

Obr. 5.12 Vytvorenie splynutej plochy

84

6. OBJEMOVÉ MODELOVANIE 3D SÚČIASTOK

Podobne ako pri plošnom modelovaní ani tu nie je možné podrobne popísať všetky

príkazy na modelovanie objemových telies. Z tohto dôvodu budú v tejto kapitole predstavené

len základné najčastejšie používané príkazy na modelovanie objemových telies. Objemové

telesá resp. objemové modely sú najviac využívané v strojárskom priemysle na vytváranie

rôznych funkčných súčiastok, ktoré sú následne spracované v CAE module. V tomto module

sa súčiastky podrobujú rôznym simuláciam namáhania a pod. Modelovanie objemových

súčiastok je podobné ako pri plochách. Sú tu oproti plochám využívané príkazy na spájanie,

odoberanie a prienik telies, teda Booleanovské operácie. Pri tvorbe objemových telies je vždy

potrebné vytvoriť kompozitnú krivku, inak teleso nebude vytvorené. Modifikácia telies je

podobná ako pri čiarach, teda dvojitým kliknutím na príslušné teleso sa zobrazí editačné

okno, v ktorom môžeme nastaviť požadované parametre. Na spustenie objemového modelára

slúži ikonové tlačidlo Solid v hornom ikonovom menu podľa obr. 6.1.

Na pravej strane sa zobrazia príkazy na modelovanie objemových telies (obr. 6.2).

Obr. 6.1 Spustenie objemového modelára

- Create solid from selected surfaces (vytvor teleso z vybraných plôch)

- Create a solid of revolution (vytvor teleso rotáciou)

- Create solid block (primitíva – vytvor blok telesa)

- Create one or more solid extrusions (vytvor 1 alebo viac vytiahnutých telies)

- Create a solid from a drive-curve (vytvor teleso z vodiacej krivky)

- Create a Solid Core (vytvor vyrezané teleso)

Obr. 6.2 Príkazy pre objemové modelovanie

85

6.1 CREATE SOLID FROM SELECTED SURFACES (VYTVOR TELESO Z VYBRANÝCH PLÔCH)

Vytvorenie telesa z vybraných plôch. Tento príkaz je používaný vtedy, ak chceme

vytvoriť z plošného modelu objemový. Podmienkou vytvorenia telesa je uzatvorený plošný

útvar. Teda plochy musia uzatvárať nejaký objem. Postup pri tvorbe telesa z plôch je

nasledovný:

1. Vyberieme plochy, ktoré budú tvoriť teleso.

2. Klikneme na príslušný príkaz a ten bude zrealizovaný.

6.2 CREATE SOLID BLOCK (VYTVOR BLOK TELESA)

Primitíva – vytvorenie bloku telesa. Modelovanie pomocou týchto príkazov nám podobne

ako pri plochách uľahčuje prácu tým, že pracujeme s predmodelovanými tvarmi telies, čím

šetríme čas pri modelovaní. Sú tu základné matematické tvary, ktoré je možné opísať

jednoduchou matematickou rovnicou. Modelovanie pomocou primitív je rovnaké ako pri

plochách. Podržíme ukazovateľ myši na príkazoch na tvorbu primitív, kliknutím si vyberieme

tvar a druhým kliknutím na pracovnú plochu umiestnime modelovaný tvar. Príklad vytvorenia

telesa toroidu je na obr. 6.3.

Obr. 6.3 Vytvorenie telesa toroidu

86

6.3 CREATE ONE OR MORE SOLID EXTRUSIONS (VYTVOR JEDNO ALEBO VIAC TELIES VYTIAHNUTÍM)

Vytvorenie jedného alebo viacerých vytiahnutých telies. Teleso sa vytvára pomocou

vytiahnutia krivky v smere niektorej z osí súradnicového systému. Podobne ako pri plochách

je dôležitou požiadavkou umiestnenie a poloha krivky. Vytiahnutie sa realizuje vždy v smere

osi kolmej na aktívnu pracovnú rovinu. Preto je vhodné umiestniť jeden koniec krivky do

počiatku aktívneho súradnicového systému. Postup vytvorenia vytiahnutého telesa je

nasledovný:

1. Označíme krivku, z ktorej vytvárame teleso.

2. Klikneme na príslušný príkaz, čím sa vytvorí teleso.

Krivka je vytiahnutá v požadovanom smere na prednastavenú dĺžku, ktorú je možné

dodatočne zmeniť v editačnom okne. Príklad vytvorenia telesa vytiahnutím krivky v smere osi

X je na obr. 6.4.

6.4 CREATE A SOLID OF REVOLUTION (VYTVOR TELESO ROTÁCIOU)

Tvorba telesa rotáciou. Teleso sa vytvára pomocou rotácie krivky okolo niektorej z osí

súradnicového systému. Dôležitou požiadavkou je umiestnenie a poloha krivky. Rotácia sa

realizuje vždy okolo osi aktívneho súradnicového systému. Preto je vhodné umiestniť jeden

koniec krivky do jeho počiatku. Krivka rotuje okolo osi, ktorá je kolmá na aktívnu pracovnú

Obr. 6.4 Vytvorenie telesa vytiahnutím

87

rovinu. Podmienkou je, aby krivka bola uzatvorená. Postup vytvorenia rotačného telesa je

nasledovný:

1. Označíme krivku, z ktorej vytvárame teleso.

2. Klikneme na príslušný príkaz, čím sa vytvorí teleso.

Príklad vytvorenia telesa rotáciou krivky okolo osi Z je na obr. 6.5.

6.5 CREATE A SOLID FROM A DRIVE-CURVE (VYTVOR TELESO PODĽA VODIACEJ KRIVKY)

Tvorba telesa z vodiacej krivky. Postup pri tvorbe telies pomocou vodiacej krivky je

nasledovný:

1. Klikneme na príslušný príkaz, zobrazí sa okno (obr. 6.6).

2. Klikneme na krivku z ktorej vytvárame teleso.

3. Klikneme na políčko Drive-Curve - vodiaca krivka.

4. Ak je všetko v poriadku máme políčka označené zelenou fajkou.

5. Potvrdíme OK.

Obr. 6.5 Príklad rotačného telesa

88

6.6 CREATE A SOLID CORE (VYTVOR VYREZANÉ TELESO)

Tento príkaz sa používa, ak chceme vytvoriť teleso z krivky, ktorá pretína druhé teleso.

Druhé teleso zároveň vytvorí výrez podľa svojho tvaru. Postup pri tvorbe vyrezaných telies je

nasledovný:

1. Vyberieme krivku, ktorá pretína teleso.

2. Klikneme na príslušný príkaz, zobrazí sa okno (obr. 6.7).

3. Nastavíme parametre a potvrdíme OK.

Obr. 6.6 Vytvorenie telesa pomocou vodiacej krivky

Obr. 6.7 Vytvorenie vyrezaného telesa

89

6.7 BOOLEANOVSKÉ OPERÁCIE

Booleanovské operácie sú v počítačovej (vektorovej) grafike využívané hlavne na tvorbu

geometrických obrazcov, ale aj napr. na tieňovanie písma. Ide o základné matematické

operácie, ktoré je možné aplikovať na geometrické prvky. Niektoré z týchto operácií už boli

predstavené, napríklad orezávanie čiar či plôch. Medzi základné matematické operácie ďalej

patria sčítanie, odčítanie a prienik. Prácu s týmito operátormi si teraz predstavíme.

Menu pre Booleanovské operácie sa nachádza pod základným menu, ktoré spustíme

ikonovým ovládačom Feature (obr. 6.8).

Na ľavej strane sa zobrazí menu, kde môžeme nájsť funkcie na modelovanie pomocou

tzv. Features (prvkov). Na účely tejto publikácie využijeme iba časť príkazov, teda už

spomínané Booleanovské operácie (obr. 6.9).

Je potrebné všimnúť si aj pole v ľavej časti obrazovky. Pokiaľ ho nemáme zobrazené,

stačí dvojklik na teleso a pole sa zobrazí. V tomto poli sa nachádza zoznam telies, ktoré máme

Obr. 6.8 Spustenie menu Feature

Obr. 6.9 Booleanovské operácie

- add (sčítanie)

- remove (odčítanie)

- intersect (prienik)

90

na ploche, ako aj informácie o týchto telesách. Najdôležitejšia informácia je, ktoré teleso je

aktívne a ktoré vybrané. Bez týchto informácií nie je možné realizovať Booleanovské

operácie. Ak je teleso aktívne, tak vlajka pri telese je červená. Ak chceme, aby teleso bolo

aktívne, treba dvojklik na vlajku. Ak nie je teleso aktívne vlajka je šedá. Ak je teleso vybrané,

nachádza sa jeho názov (v našom prípade číslo 2) v obdĺžnikovom rámiku. Podobne ak

chceme mať dané teleso vybrané, klikneme na jeho názov alebo myšou ukážeme priamo na

teleso na pracovnej ploche.

6.7.1 Add the selected solid, surface or symbol to the active solid (pridaj vybrané teleso, plochu alebo symbol k aktívnemu telesu)

Pridaj vybrané teleso, plochu alebo symbol k aktívnemu telesu. Ako už napovedá názov

príkazu, ide o operáciu sčítavania (obr. 6.10). Najjednoduchší prípad je sčítanie dvoch

jednoduchých telies, valca a gule. Postup je nasledovný:

1. Najskôr si telesá umiestnime do požadovanej vzájomnej polohy.

2. Sčítavanie je vždy realizované tak, že k aktívnemu telesu sa pričíta vybrané.

3. Označíme telesá, teda aktívne a vybrané.

4. Klikneme na príslušný príkaz a operácia bude zrealizovaná (vznikne teleso 4).

Obr. 6.10 Sčítanie dvoch telies

91

6.7.2 Remove the selected solid, surface or symbol from the active solid (odober vybrané teleso, plochu alebo symbol od aktívneho telesa)

Odober vybrané teleso, plochu alebo symbol od aktívneho telesa. Ako už napovedá názov

príkazu, ide o operáciu odčítavania (obr. 6.11). Najjednoduchší prípad je opäť odčítanie

dvoch jednoduchých telies, valca a skrutkovice. Postup je nasledovný:


2. Odčítavanie je vždy realizované tak, že od aktívneho telesa sa odčíta vybrané.



6.7.3 Intersect the selected solid, surface or symbol with the active solid (prienik vybraného telesa, plochy alebo symbolu s aktívnym telesom)

Prienik vybraného telesa, plochy alebo symbolu s aktívnym telesom. Ide o operáciu

prienik. Na obr. 6.12 je prienik valca a gule. Postup je nasledovný:


2. Prienik je vždy realizovaný medzi aktívnym telesom a vybraným telesom.



Obr. 6.11 Odčítanie dvoch telies

92

Ukázali sme si využitie Booleanovských operácií, konkrétne sčítania, odčítania a prieniku

pri modelovaní objemových telies. Tieto operácie sa využívajú aj pri práci s plochami,

čiarami a krivkami.

Otázky a úlohy

6.1 V akých oblastiach priemyslu je najčastejšie využívaný objemový model, uveďte príklady.

6.2 Uveďte a vysvetlite 3 základné príkazy na objemové modelovanie.

6.3 Vysvetlite modelovanie pomocou tvoriacej krivky a uveďte príklady.

6.4 Čo sú to Booleanovské operácie?

6.5 Vysvetlite na príkladoch využitie Booleanovských operácií.

Obr. 6.12 Prienik dvoch telies

93

7. TVORBA VÝKRESOV Z 3D MODELU

Doposiaľ sme si ukázali príkazy na vytváranie čiar, kriviek, plôch a objemových telies.

Rozobrali sme teda tvorbu 2D výkresov a modelovanie 3D súčiastok. Niekedy však máme

k dispozícii už hotový 3D model, z ktorého je potrebné vyhotoviť výkresovú dokumentáciu.

V nasledujúcej kapitole si v krátkosti ukážeme príkazy na tvorbu výkresov z 3D modelu.

7.1 VYTVORENIE POHĽADOV NA VÝKRES

Pracovná plocha výkresu je 2D. Ak máme 3D objekt, musíme urobiť jeho pohľady

v rovine XY, teda v 2D. Na výkrese je možné vytvoriť viacero pohľadov daného modelu, teda

nárys, pôdorys a bokorys. Ak máme načítaný model v module 3D, prepneme sa do modulu na

tvorbu výkresov podľa obr. 2.7. Po zobrazení okna použijeme príkaz Create new drawing

(vytvor nový výkres). Teleso resp. jeho nárys (pohľad XY) je uchopené na myši, klikneme na

pracovnú plochu a umiestnime pohľad. Zároveň sa na ľavej strane zobrazili príkazy na tvorbu

výkresu z 3D modelu (obr. 7.1).

Bočné pohľady z ľubovoľnej strany sa tvoria nasledovne:

1. Klikneme na príkaz Relative View.

2. Myšou ukážeme na stranu objektu kde chceme vytvoriť pohľad (ukazovateľ myši sa

zmení na šípku).

3. Pohneme myšou v smere, kde pohľad chceme umiestniť.

4. Potvrdíme kliknutím myšou, pohľad sa zobrazí (obr. 7.2).

Detailné pohľady sa tvoria nasledovne:

1. Klikneme na príkaz Limited View.

- Single View (hlavný pohľad - nárys)

- Relative View (bočné pohľady – bokorys, pôdorys)

- Limited View (detailný pohľad)

Obr. 7.1 Príkazy pre tvorbu pohľadov

94

2. Myšou vyberieme oblasť, ktorej detail chceme.

3. Zvolíme mierku detailu.

4. Premiestnime sa myšou na miesto kde chceme detail umiestniť.

5. Klikneme myšou, pohľad sa zobrazí (obr. 7.3).

Obr. 7.2 Vytvorenie bočného pohľadu

Obr. 7.3 Vytvorenie detailu

95

7.2 VYTVORENIE REZOV NA VÝKRES

Rezy na výkresoch sú potrebné na lepšie pochopenie konštrukcie súčiastky. Môže ísť

o rôzne duté súčiastky alebo o rôzne prvky na súčiastkach, ktoré je potrebné ozrejmiť.

V závislosti od toho ako si nakreslíme čiaru rezu, môžeme vytvárať aj lomené rezy. Rezy

tvoríme príkazmi podľa obr. 7.4.

Pohľady v rezoch a prierezoch sa tvoria nasledovne:

1. Vytvoríme čiaru rezu a označíme ju.

2. Klikneme na príkaz Section View.

3. Premiestnime sa myšou na miesto, kde chceme rez umiestniť.

4. Klikneme myšou, pohľad sa zobrazí (obr. 7.5).

- Section View (rez)

- Section View with Background (rez s pozadím - prierez)

Obr. 7.4 Príkazy na tvorbu rezov a prierezov

Obr. 7.5 Vytvorenie rezu

96

Otázky a úlohy

7.1 Všeobecne popíšte tvorbu výkresu z 3D modelu.

7.2 Aké pohľady súčiastky je možné vytvoriť?

7.3 Zvoľte si jeden z pohľadov a podrobne vysvetlite jeho vytvorenie.

7.4 Popíšte vyváranie rezov a ich funkciu.

97

ZOZNAM BIBLIOGRAFICKÝCH ODKAZOV:

[1] KURIC, I., KOŠTURIAK, J., MARCINČIN, J., JANÁČ, A., PETERKA, J. Počítačom

podporované systémy v strojárstve. Žilina: Žilinská univerzita, 2002, 351 s.

ISBN 80-7100-948-2

[2] PETERKA, J., JANÁČ, A. CAD/CAM systémy. Bratislava: STU v Bratislave, 2002.

ISBN 80-227-1686-3

[3] Manuály a príručky firmy DELCAM

[4] DELCAM PowerSHAPE [online], [cit. 15. 3 – 15. 8. 2009], Dostupné na internete:

http://www.delcam.cz/produkty/powershape

[5] ČUBOŇOVÁ, N.; KURIC, I. Automatizácia technologickej prípravy výroby. Návody na

cvičenia. Žilina: VŠDS v Žiline, 1996. ISBN 80-7100-305-0

98

OBSAH

PREHĽAD POUŽITÝCH SKRATIEK................................................................................. 3

1. ZÁKLADNÉ POJMY A ROZDELENIE CAD SOFTVÉROV....................................... 5

1.1 ROZDELENIE CAD SOFTVÉROV ............................................................................... 5

1.2 MODULARITA CAD SYSTÉMOV ............................................................................... 6

1.3 VSTUPY A VÝSTUPY CAD SYSTÉMOV ................................................................... 7

1.3.1 Vstupy do CAD systémov...................................................................................................... 7

1.3.2 Výstupy z CAD systémov ...................................................................................................... 8

1.4 POČÍTAČOVÉ MODELY A MODELOVANIE ............................................................ 9

1.4.1 Geometrické modely a modelovanie ...................................................................................... 9

1.4.2 Feature modely a modelovanie............................................................................................. 14

2. SOFTVÉR POWERSHAPE.............................................................................................. 15

2.1 PRACOVNÉ PROSTREDIE POWERSHAPE.............................................................. 16

2.2 ROLETOVÉ MENU ...................................................................................................... 17

2.3 IKONOVÉ MENU ZÁKLADNÝCH FUNKCIÍ PROGRAMU................................... 18

2.4 IKONOVÉ OVLÁDAČE PRÁCE VO ZVOLENOM MODULE................................. 20

2.5 IKONOVÉ OVLÁDAČE NASTAVENIA ZOBRAZENIA......................................... 20

2.6 IKONOVÉ OVLÁDAČE NASTAVOVANIA PRACOVNÉHO REŽIMU A ZOBRAZOVANIA ÚDAJOV.......................................................................................... 21

3. TVORBA TECHNICKÝCH VÝKRESOV ..................................................................... 23

3.1 NOVÝ VÝKRES A OTVORENIE VÝKRESU............................................................ 23

3.2 NASTAVENIE FORMÁTU A VÝCHODISKOVÝ BOD............................................ 24

3.3 KONŠTRUOVANIE SÚČIASTOK............................................................................... 26

3.3.1 Kreslenie čiar........................................................................................................................ 27

3.3.2 Kreslenie oblúkov a kružníc................................................................................................. 30

3.3.3 Kreslenie kriviek .................................................................................................................. 32

3.4 MODIFIKÁCIA ČIAR A KRIVIEK ............................................................................. 37

3.4.1 Modifikácia čiar ................................................................................................................... 37

99

3.4.2 Modifikácia kružníc a oblúkov............................................................................................. 38

3.4.3 Modifikácia kriviek .............................................................................................................. 39

3.5 KÓTOVANIE A POPIS SÚČIASTKY ......................................................................... 46

3.5.1 Popis súčiastky ..................................................................................................................... 47

3.5.2 Kótovanie súčiastky ............................................................................................................. 48

3.5.3 Šrafovanie súčiastky............................................................................................................. 52

4. SÚRADNICOVÝ SYSTÉM A TRANSFORMÁCIE MODELU................................... 55

4.1 SÚRADNICOVÝ SYSTÉM .......................................................................................... 55

4.2 GEOMETRICKÉ ENTITY ............................................................................................ 58

4.3 EDITÁCIA GEOMETRICKÝCH ENTÍT ..................................................................... 58

4.3.1 Interactively limit wireframes (interaktívne limity obrysu - ............................................... 59

4.3.2 Move/copy object (presun/kopírovanie objektu -................................................................ 62

4.3.3 Rotate object (rotácia objektu) ............................................................................................ 64

4.3.4 Mirror/symmetrise object (zrkadlenie/symetrizácia objektu).............................................. 66

4.3.5 Offset object (ofsetovanie objektu) ..................................................................................... 67

4.3.6 Scale the object(s) (mierka objektu).................................................................................... 69

4.3.7 Create pattern of object (vytvorenie poľa objektov) ........................................................... 70

4.3.8 Project items onto plane (premietanie čiar a kriviek na rovinu).......................................... 73

4.3.9 Project points onto surface (premietanie bodov na plochu) ................................................ 73

4.3.10 Morph object(s) (voľné tvarovanie objektov) ................................................................... 73

5. PLOŠNÉ MODELOVANIE 3D SÚČIASTOK ............................................................... 75

5.1 AUTOMATIC SURFACING (AUTOMATICKÉ TVORENIE PLÔCH) .................... 76

5.1.1 From Network (zo siete)...................................................................................................... 76

5.1.2 From Separate (zo samostatných kriviek) ........................................................................... 76

5.1.3 Fill-In (rovinné plochy) ....................................................................................................... 77

5.1.4 Drive-Curve (vodiaca krivka)............................................................................................. 78

5.2 PRIMITIVE (PRIMITÍVA)............................................................................................ 78

5.3 SURFACE OF REVOLUTION (PLOCHA Z ROTÁCIE)............................................ 79

100

5.4 EXTRUSION (VYTIAHNUTIE)................................................................................... 79

5.5 FILLET SURFACE (ZAOBLENÁ PLOCHA).............................................................. 80

5.6 BLEND SURFACE (SPLYNUTIE PLÔCH) ................................................................ 82

6. OBJEMOVÉ MODELOVANIE 3D SÚČIASTOK ........................................................ 84

6.1 CREATE SOLID FROM SELECTED SURFACES (VYTVOR TELESO Z VYBRANÝCH PLÔCH) .................................................................................................. 85

6.2 CREATE SOLID BLOCK (VYTVOR BLOK TELESA) ............................................. 85

6.3 CREATE ONE OR MORE SOLID EXTRUSIONS (VYTVOR JEDNO ALEBO VIAC TELIES VYTIAHNUTÍM) .................................................................................................. 86

6.4 CREATE A SOLID OF REVOLUTION (VYTVOR TELESO ROTÁCIOU) ............ 86

6.5 CREATE A SOLID FROM A DRIVE-CURVE (VYTVOR TELESO PODĽA VODIACEJ KRIVKY)......................................................................................................... 87

6.6 CREATE A SOLID CORE (VYTVOR VYREZANÉ TELESO).................................. 88

6.7 BOOLEANOVSKÉ OPERÁCIE ................................................................................... 89

6.7.1 Add the selected solid, surface or symbol to the active solid (pridaj vybrané teleso, plochu alebo symbol k aktívnemu telesu) ................................................................................................. 90

6.7.2 Remove the selected solid, surface or symbol from the active solid (odober vybrané teleso, plochu alebo symbol od aktívneho telesa)..................................................................................... 91

6.7.3 Intersect the selected solid, surface or symbol with the active solid (prienik vybraného telesa, plochy alebo symbolu s aktívnym telesom) ....................................................................... 91

7. TVORBA VÝKRESOV Z 3D MODELU......................................................................... 93

7.1 VYTVORENIE POHĽADOV NA VÝKRES................................................................ 93

7.2 VYTVORENIE REZOV NA VÝKRES ........................................................................ 95

ZOZNAM BIBLIOGRAFICKÝCH ODKAZOV:.............................................................. 97

101

EDÍCIA VYSOKOŠKOLSKÝCH SKRÍPT

Autori: Prof. Dr. Ing. Jozef Peterka Ing. Peter Pokorný, PhD.

Názov: Počítačová podpora výrobných technológií I. Návody na cvičenia. Computer aided of production technologies I. Tutorials for exercises. Miesto vydania: Trnava Vydavateľ: AlumniPress Rok vydania: 2009 Vydanie: prvé Rozsah: 100 strán Edičné číslo: 22/AP/2009 ISBN 978-80-8096-108-4 EAN 9788080961084

zverejnené na https://is.stuba.sk

počítačová podpora výrobných technológií i návody na cvičenia.pdf

Documents