Umísťování objektů v prostoru pomocí rovin

Autodesk Inventor a většina parametrických modelářů od jiných výrobců obsahuje velké množství pomůcek pro úpravu polohy souřadných systémů definujících náčrtové, pracovní a pomocné souřadné roviny. Tyto pomůcky slouží pro přesnou orientaci a definici souřadnic geometrie náčrtů a pracovních prvků. Přes možnost definovat polohu objektů ve všech třech osách současně, se daleko častěji používá při prostorovém modelování definice bodů v rovině (dvou osách). Rozměry objektů jsou v prostoru zkresleny a není je snadné přesně definovat bez dobré prostorové představivosti.

Náčrtová rovina

V parametrickém modelování se soustředí hlavní pozornost především na transformace polohy pracovní souřadné roviny xy, kterou nazýváme náčrtová rovina.

Náčrtová rovina pro konstrukci kružnice

V náčrtové rovině jsou konstruovány objekty pro tvorbu součástí v podobě náčrtů. Náčrtová rovina tvoří v podstatě vztažný souřadný systém jehož poloha je definována pomocí aktuální polohy souřadného systému. Objekty v náčrtové rovině mohou být díky hybridnímu modelování určeny plnou nebo částečnou parametrizací. Vytvořené objekty v náčrtové rovině jsou zobrazovány v objektovém prohlížeči. Pomocí objektového prohlížeče se můžete k editaci náčrtu kdykoliv vrátit a upřesnit rozměry nebo polohu náčrtu.

Náčrtová rovina je nejpoužívanější pomůckou při modelování. Jedná se o libovolnou orientovanou rovinu xy, ve které kreslíme náčrty, vytváříme profily načrtnutých prvků nebo definujeme řezy. Náčrtové roviny mají všestranné použití jak při modelování součástí, tak při tvorbě ploch.

Z náčrtu je pomocí vysunutí je vytvořen válec

Odečtení válce pomocí množinových operací

Správné pochopení jejich tvorby je velmi důležité pro zvládnutí libovolné aplikace pracující na základě parametrického a adaptivního modelování. Programy se doslova předhání ve funkcích zajišťujících co možná nejjednodušší definice požadované polohy náčrtových rovin.

Definice náčrtových rovin

Autodesk Inventor umožňuje vytvoření náčrtové roviny pomocí dvou základních metod:

Odvozením z libovolné rovinné plochy – tato metoda je velmi efektivní a snadná. Náčrtová rovina je pomocí ikony pro aktualizaci náčrtové roviny odvozena z libovolné rovinné plochy na součásti. Metoda je velmi jednoduchá a efektivní vyžaduje ovšem přítomnost rovinných ploch na modelované součásti.

Výběr roviny na součásti (nástroje pro modelování)

Aktivace nástrojů náčrt vytvoří náčrtovou rovinu

Odvození z pracovní roviny – metoda využívá existence pracovních prvků, kterými jsou pracovní roviny. Jedná se o možnost obecného vytvoření náčrtové roviny, kterému se lze často vyhnout správným postupem vytváření modelu. Tato metoda je ale nenahraditelná především u součástí obecného tvaru a při modelování ploch.

Neexistuje obecné pravidlo, který způsob, kdy využít a je jen na uživateli systému, který způsob zvolí za efektivní. Samozřejmě i u začínajících uživatelů chvíli trvá, než získají určitý cit pro optimální volbu postupu definice náčrtové roviny.

Pracovní prvky

Aplikace pro parametrické modelování obsahují pracovní prvky pro zjednodušení práce v prostoru. Snaží se jednoduchým způsobem vystihnout charakteristické body, osy a roviny vhodné pro popis geometrie a polohy modelu v prostoru.

Pracovní prvky definované na modelu součásti

Pracovní prvky mohou být definovány pomocí již existujících rovin na součásti nebo pomocí načrtnutých hran, bodů a rovin. Pracovní prvky vytváříme pomocí nástrojů v základní nabídce pro modelování: Pracovní bod (work point) – je nejjednodušším typem pracovního prvku, který lze využít především jako pomůcku při vytváření os a rovin. Pracovní osa (work axis) – typický pracovní prvek pro definici polohy rotačních součástí, často je jediným vztažným prvkem. Pracovní rovina (work plane) – základní nástroj pro definici náčrtových rovin, které nelze odvodit z existujících součástí.

V parametrickém modelování by klasický způsob transformace souřadného systému vytvořil velmi nepřehledný a složitý systém pro popis geometrie modelu součásti. Z tohoto důvodu prakticky využíváme pouze transformací pracovních rovin a os pomocí jednoduchých příkazů.

Globální pracovní prvky

Autodesk Inventor stejně jako řada jiných parametrických modelářů pracuje s dvěma typy souřadných systémů. První, Globální je pevný a jeho polohu nelze měnit. Druhý, Uživatelský má polohu závislou zcela na požadavcích uživatele.

Vytvoření tečné roviny pomocí globálních

Globální souřadný systém je vždy standardně dostupný při tvorbě nové součásti pomocí objektového prohlížeče. Zahrnuje nulový bod, tři osy a tři pracovní roviny. Efektivním používáním globálního souřadného systému můžeme vyřešit řadu “zapeklitých situací” ke kterým může při definici pracovních rovin dojít. Na obrázku je typický případ tvorby tečné pracovní roviny. Zvolte definici pracovní roviny z panelu nástrojů Vyberte válcovou plochu obvodu příruby Vyberte z prohlížeče rovnoběžnou globální rovinu Rovina se zobrazí v náhledu Potvrďte polohu globální roviny

Pracovní prvky a náčrtové roviny

Vhodnou kombinací pracovních prvků a pomocných konstrukčních čar lze často vyřešit i definice velmi složité geometrie. Pracovní prvky je nutné ovšem používat uvážlivě, pokud možno pouze tehdy, nelze-li pro definici nové geometrie součásti využít již existující roviny nebo plochy součásti.

V čelní rovině vytvořte pomocnou konstrukci

Koncový bod úsečky tvoří bod definice roviny

Na uvedeném příkladu je zobrazeno vytvoření náčrtové roviny, která je definována pomocí pracovní roviny tečné k vnější válcové ploše příruby. Jedná se o základní ukázku definice pracovní roviny pomocí velmi efektivních pomocných konstrukcí, které patří mezi efektivní postupy modelování.

Všechny vytvářené konstrukční body, osy a roviny jsou průběžně zobrazovány v objektovém prohlížeči. Lze tak přesně určit v jaké pozici se jednotlivé pracovní prvky nachází a s kterými částmi modelu jsou úzce provázány.

Potvďte myší definici polohy tečné roviny

Vyberte pracovní rovinu a aktivujte náčrt

Pro zvýšení přehlednosti u složitých geometrií je možné pracovní prvky pomocí objektového prohlížeče skrýt. Velmi vhodné je také komentovat použití kritických pracovních prvků pomocí inženýrského zápisníku. Můžeme tak zabránit nechtěnému poškození modelu v případě úprav modelu a zdlouhavému odhalování následných chyb.

Při používání pracovních lze obecně doporučit jejich přednostní definici pomocí existující geometrie na modelovaných součástech. Využití hran a bodů je mnohdy výrazně jednodušší, než konstrukce pomocných objektů. Obdobné úsporné doporučení také platí pro množství pracovních prvků, které může výrazně snížit přehlednost v topologii tvorby modelu.

V pracovní rovině vytvořte kružnici a vysuňte ji

Po odečtení vznikne v čelní ploše tvarová drážka

Autodesk Inventor využívá pro vytváření pracovních prvků výhradně jednoznačného příkazu v nabídce příkazů pro modelování (features). Parametry se definují s přímým náhledem na polohu prvku pomocí levého tlačítka myši. V případě, že toto tlačítko stiskneme trvale můžeme určit ofsetovou vzdálenost od již existující roviny.