Архив Галактики

Основы работы в 3D редакторе FreeCAD. Часть 1

Леонид Захаров's blog / 12.03.2016

Основы работы в 3D редакторе FreeCAD. Часть 1
Детский технопарк состоит из аппаратного и программного обеспечения. Про кадровое обеспечение не говорим, предполагая, что заниматься с детьми робототехникой могут учителя физики, информатики, технологии и педагоги дополнительного образования. Про аппаратное обеспечение было написано ранее:

- Эксперимент по сборке самодельного 3D принтера с нуля

- 3D принтер своими руками из КИТ-набора. Проблемы при сборке

- "Детские болезни" бюджетных ЧПУ станков и способы их "лечения"

- Самодельный станок с ЧПУ как часть школьного технопарка

Про программное обеспечение уже подготовлен обзор 3D редакторов для простого моделирования деталей роботов.
В этом сообщении речь пойдёт о простом, надёжном, бесплатном 3D редакторе, используемом нами для моделирования деталей роботов – FreeCAD. Возможно, рассказ может показаться излишне подробным, но я это делаю намеренно, чтобы эту статью можно было использовать в качестве инструкции для тех, кто не является «уверенным пользователем».

Интерфейс программы

Для начала установим FreeCAD. Дистрибутив программы для Windows можно скачать здесь. Лучше устанавливать стабильную версию. Счастливым обладателям Linux рекомендую установить FreeCAD из репозиториев.
Запустим редактор, настроим его для работы. Сначала выберем рабочий стол: Вид-Верстак-Part.



Создадим новый файл, слева увидим окна дерева документа, просмотра свойств и комбо панели. Закроем, кликнув мышкой в правом верхнем углу, окна дерева документа и просмотра свойств, оставив лишь комбо панель. Далее нажимаем Файл-Сохранить как, сохраняем проект под именем «Тест». Рабочий стол приготовлен к работе:



Теперь рассмотрим инструменты, которыми будем пользоваться. Они располагаются в верхней части окна.

Первая группа инструментов — стандартные виды С их помощью мы сможем переключаться между видами и проекциями.



Слева-направо: Аксонометрический вид, Вид спереди, вид сверху и так далее. Переключаться между стандартными видами можно также клавишами Numpad: 0 — аксонометрия, 1 — вид спереди, 2 — вид сверху и т. д.

Вторая группа инструментов — панель основных фигур (примитивов)



Как видно, здесь представлены объемные фигуры: Куб, Цилиндр, Шар, Конус, Тор, а также кнопка создания примитивов. С помощью этих инструментов можно создать соответствующие объекты. Нажмем на кнопку «цилиндр».



На рабочем поле появился цилиндр, а в окне «модель» слева, появилось дерево, вверху название модели, в состав которой входит цилиндр. Потренируемся переключать виды модели, сверху, спереди, вернем аксонометрический вид. Теперь рассмотрим, как осуществляется навигация с помощью мыши. Картинка из инструкции с официального сайта очень хорошо иллюстрирует эти возможности.



Единственное, на что хотелось бы обратить внимание: вращение, сначала нажать среднюю кнопку мыши (СКМ), не отпуская ее нажать левую, удерживая обе кнопки, вращать объект, двигая мышью. Потренируемся выбирать объект, вращать, перемещать, изменять масштаб. Чтобы вернуть объект к стандартному виду, нажмем кнопку «Аксонометрический вид». Нажмем в этой же группе инструментов кнопку «Создание параметризованных геометрических примитивов». Как видите, можно создавать еще несколько разных объектов, выберем из раскрывающегося списка призму. Нажмем кнопки «Создать» и «Закрыть».



Как мы видим, внутри цилиндра появилась призма. Теперь займемся изменением параметров объектов. В верхнем окне комбо панели выделим левой кнопкой мыши (ЛКМ) цилиндр, в окне внизу выберем вкладку данные.



Теперь в окне данных кликнем ЛКМ на значение параметра Radius и наберем на клавиатуре значение радиуса цилиндра 4,5mm. Кликнем ЛКМ на значение параметра Height (высота) и введем значение 5,5. Как видим, размеры цилиндра на рабочем поле изменились.



Теперь выделим ЛКМ в верхней части комбо панели призму. Важно: необходимо не забывать выделять в этом окне объект, с которым предполагается работать, потому что все параметры, размеры, местоположение все будет меняться в окне данных для выбранного объекта. Для призмы изменим сначала количество граней. Для этого кликнем ЛКМ на значение параметра Polygon и введем значение 5. Далее изменим положение призмы. Для этого в нижней части панели кликнем на значение Placement и нажмем на появившуюся с правой стороны окошка маленькую кнопку.



Открылось окно изменения положения объекта. В окошке координаты Х введем -2, в окошке координаты Y введем -2,5, что приводит к смещению призмы по осям Х и Y на соответствующее количество миллиметров. Затем выберем из раскрывающегося списка Ось параметр Ось Y, введем угол наклона 17 градусов. Нажимаем на кнопки «Применить» и «Ок»



И, наконец, рассмотрим третью и последнюю группу инструментов, из тех, которыми мы будем пользоваться — группу логических операций с объектами.



Слева-направо: Булевы операции, вычитание, сложение, пересечение и т.д. Рассмотрим первые 4 операции и начнем со сложения. В левом верхнем окне комбо панели выделим ЛКМ с нажатой кнопкой shift обе фигуры, призму и цилиндр. Нажмем на кнопку «Сложение». В итоге получился один объект — Fusion - результат сложения.



Теперь отменим последнюю операцию, нажав Ctrl-Z. Объект исчез с экрана! Фигуры Призма и Цилиндр появились в комбо-панели, но надписи неактивны, серого цвета. Просто они стали невидимыми. Чтобы вернуть видимость объекту, нужно выделить фигуру в комбо-панели и нажать «пробел». Поступить так с обоими фигурами. Чтобы сделать объект невидимым, нужно действовать так же — выделить и нажать «пробел». Теперь, когда фигуры стали вновь видимыми, применим операцию «вычитание». Для этого сначала выделим в комбо панели фигуру из которой будем вычитать — Цилиндр, затем, зажав Ctrl, выделим фигуру, которую будем вычитать — призму, нажмем на кнопку вычитания («выполнить обрезку двух фигур»).



Повращаем с помощью мыши получившуюся деталь. Как видим в окне комбо панели, результатом вычитания стал объект cut. Снова отменим операцию, нажав Ctrl-Z, сделаем фигуры видимыми, и попробуем операцию «Пересечение», для чего снова выделим обе фигуры и нажмем на кнопку «Пересечение двух форм». Результатом операции стал объект Common. Полюбуемся на скошенную призму, повращав ее с помощью мыши, отменим операцию - Ctrl-Z, сделаем оба объекта видимыми — выделить-пробел, и рассмотрим «Булевы операции». Не выделяя никаких объектов, нажмем кнопку «Выполнить булеву операцию с двумя выбранными формами». Как видно из рисунка, с помощью этого инструмента можно также выполнять разные операции. Например, в верхней части выберем операцию — разность, ниже в окошках выберем первую форму, поставив «галочку» напротив призмы, во втором окошке выберем вторую форму — цилиндр.



Нажмем на кнопки «Применить» и «Закрыть». Получился объект Cut, представляющий собой призму, из которой вырезана середина. Теперь попробуем удаление фигур. Кликнем ПКМ на объект Cut, выберем «удалить». Объект Cut исчез, появились вновь призма и пирамида. Удалим и их, сохраним проект и закроем программу.

Таким образом, в в первой части были рассмотрены некоторые инструменты, которые потребуются для создания деталей робота. Во второй части статьи будет рассмотрено пошаговое создание некоторых деталей для конкретного робота, который описан в статье Китайский робот и ScratchDuino 2.0.