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Tutorial FreeCAD #5 - Creiamo oggetti personalizzati

Abbiamo visto nel precedente tutorial le potenzialità di personalizzazione offerte dagli script python all'interno di FreeCAD. Tale strumento potrebbe però trovare un limite nella necessità di ripetere tutta la sequenza di comandi python ogni qualvota desideriamo modificare l'oggetto che abbiamo creato.

E' possibile superare questo limite creando oggetti personalizzati le cue dimensioni caratteristiche, analogamente a quanto avviene per gli oggetti già disponibili in FreeCAD, possono essere modificate nella finestra di dialogo delle proprietà.

Impostazione generale

Gli oggetti personalizzati sono delle classi. Per quelli di voi non avvezzi alla programmazione orientata agli oggetti, diciamo che le classi sono dei contenitori di variabili e funzioni. Ovviamente python supporta anche il paradigma di programmazione ad oggetti.

Tutorial FreeCAD #0 - Navigare nello spazio 3D

Questo articolo non è un vero e proprio tutorial, nel senso che non avremo come scopo la realizzazione di un modello tridimensionale. Vedremo invece come navigare nello spazio tridimensionale di FreeCAD navigando nella vista tridimensionale.

Tutorial FreeCAD #4 - Python e la riga di comando

In questo quarto tutorial vedremo come creare oggetti tridimensionali da linea di comando. Questo ci consentirà, con un po' di lavoro, di capire meglio come funziona FreeCAD ma soprattutto di aumentare la nostra produttività mediante la creazione di script personalizzati. Se ci limitassimo alla sola interfaccia grafica, FreeCAD avrebbe ben poco da offrirci rispetto ad analoghi CAD parametrici. E' proprio la linea di comando che ne fa un programma già pronto per “il mondo reale”.

Nei precedenti tutorial abbiamo modellato alcuni solidi tridimensionali utilizzando la GUI. Per chi se ne fosse perso qualcuno riporto di seguito i relativi link link:

Tutorial FreeCAD #3 - Dalla modellazione alla stampa

Siamo arrivato al terzo tutorial su FreeCAD. Qualora non abbiate avuto modo di leggere i due precedenti, vi lascio i relativi link:

Questo terzo tutorial cercherà di compiere un piccolo passo in avanti rispetto ai precedenti. Dopo avere creato un modello molto semplice (si tratta di un dissuasore in calcestruzzo di forma piramidale) comporremo una tavola con proiezioni ortogonali e quote, pronta per essere stampata.

Il tutorial è stato realizzato con l'ultima versione di FreeCAD, la 0.14, non ancora dichiarata stabile dagli sviluppatori ma decisamente usabile. In realtà le funzioni impiegate nel tutorial sono presenti anche nella versione 0.13, perciò non dovreste avere problemi anche con questa versione, semplicemente potrete vedere alcune leggere differenze di comportamento nel software. Se avete problemi lasciate un commento.

Per cominciare apriamo FreeCAD, creiamo un nuovo documento ed entriamo nel modulo PartDesign

Il nostro nuovo documento con il modulo PartDesign attivo

Creiamo uno sketch nel piano XY (abbiamo già visto come si fa nei due tutorial precedenti).

Creiamo uno sketch nel piano XY

Utilizzando una polilinea cominciamo a disegnare la base del nostro manufatto. Vi consiglio di disattivare i vincoli automatici nel pannello a sinistra.

Tutorial FreeCAD #2 - Ancora sull'ambiente Part Design

 

Il nostro secondo tutorial su FreeCAD riprenderà alcuni dei concetti già visti nel precedente per approfondirli.

Questa volta creeremo un tubo quadro del tipo

Ecco cosa faremo nel nostro secondo tutorial

Lanciamo freecad e scegliamo il modulo “Part design”.

La nostra prima schermata

Come detto nel precedente tutorial stiamo lavorando con la versione 0.13.1830.

Creiamo uno schizzo cliccando sull'icona in alto a sinistra

L'icona per creare uno sketch

Nella finestra di dialogo successiva clicchiamo sul pulsante OK, scegliendo di creare il nostro schizzo nel piano XY

Scegliamo il piano dello skecth appena creato

Otterremo la schermata

Ora possiamo disegnare lo schizzo

Creiamo un rettangolo cliccando sul pulsante

Pulsante per creare un rettangolo

A questo punto immettiamo i due vertici che definiscono il rettangolo

Questa volta abbiamo lasciato attiva l'opzione “vincoli automatici”. Vediamo infatti che due lati del rettangolo hanno vincoli orizzontali e gli altri due hanno vincoli verticali.

Opzione vincoli automatici attiva

Addentriamoci ora nel comando “fillet” attivando il pulsante

Pulsante fillet

Selezioniamo i due lati del rettangolo che vogliamo raccordare ed otterremo

Raccordiamo i primi due lati del rettangolo

Ripetiamo l'operazione sugli altri lati

I lati del rettangolo raccordati

Fin qui i raccordi sono diversi tra loro. Inoltre il rettangolo non è simmetrico rispetto agli assi X e Y. Per risolvere il problema ricorreremo al vincolo di simmetria tra i centri degli archi di raccordo. Selezioniamo quindi i due punti che vogliamo rendere simmetrici e l'asse di simmetria.

Selezioniamo i centri degli archi di raccordo che vogliamo rendere simmetrici

Otterremo

Abbiamo imposto la simmetria tra i primi due centri degli archi di raccordo

Ripetiamo la stessa procedura per altre due coppie di punti. Facciamo attenzione a non esagerare con i vincoli, altrimenti il programma ci segnalerà la sovrabbondanza di vincoli dandoci un messaggio di errore.

Imponiamo i vincoli di simmetria su altre due coppie di punti

Ripetiamo la stessa procedura creando un altro rettangolo con gli spigoli smussati.

Creiamo un altro rettangolo

Il passo successivo sarà creare un vincolo di coincidenza tra il centro di un arco di raccordo del rettangolo esterno ed il centro dell'arco di raccordo corrispondente nel rettangolo interno.

Imponiamo il vincolo di coincidenza tra i centri di due archi corrispondenti

A questo punto inseriamo delle quote che ci permettranno di definire i parametri che definiscono il nostro profilo. Selezioniamo uno degli archi di raccordo esterni e fissiamone il raggio

Fissiamo il raggio di un arco

Otterremo

Adesso possiamo definire il raggio di raccordo

Cliccando due volte sul testo comparirà una finestra di dialogo nella quale possiamo fissare il valore del raggio

Proseguiamo definendo lo spessore del nostro profilo. Per farlo imponiamo la distanza tra due punti corrispondenti dei due rettangoli.

Fissiamo lo spessore del profilo

Analogamente fissiamo altezza e larghezza del quadro, arrivando infine al seguente modello

Lo schizzo del nostro profilo finito

Osserviamo che nel pannello di sinistra il programma ci dice che lo sketch è “completamente vincolato”: inserendo i parametri nelle quote possiamo definire “univocamente” la geometria del profilo.

Se avete seguito tutte le indicazioni il vostro sketch sarà "completamente vincolato"

Schiacciamo il pulsante “Ok” e passiamo alla creazione del prisma. Tenendo selezionato lo schizzo appena creato, diamo il comando prisma

Creiamo un prisma dallo schizzo appena creato

Nella finestra successiva fissiamo l'altezza del prisma. Scegliamo 400.

Fissiamo a 400 l'altezza del prisma

Ed ecco finalmente il frutto del nostro lavoro.

Ecco il nostro profilo quadro

Cercheremo ora di capire quali vantaggi offra un CAD parametrico. Per farlo esplodiamo il menu ad albero nel pannello a sinistra

Esplodiamo la voce "Pad"

Cliccando due volte su “Sketch” riotterremo lo schizzo di partenza.

Ecco ricomparire lo schizzo di partenza

Cambiamo le misure del profilo

Cambiamo le dimensioni del profilo

Cliccando sul pulsante “Chiudi” vedremo ricomparire il nostro modello con le sue misure aggiornate. Analogamente possiamo cambiare l'altezza del profilo, cliccando due volte su “Pad”

Cambiamo l'altezza del profilo

Ed ecco in pochi passaggi il nostro modello con le modifiche apportate

Il nostro modello dopo le modifiche apportate

Al link http://ingegnerialibera.altervista.org/blog-file/tut02.FCStd trovate il file risultante.

Lista completa tutorial

Tutorial FreeCAD #1 - Primi passi nella modellazione tridimensionale

 

Scopo del nostro primo tutorial sarà quello di creare un profilo in acciaio a doppio T, qualcosa del tipo

Per farlo impiegheremo la versione stabile 0.13.1830 (vedi Rilascio FreeCAD 0.13 stabile per maggiori dettagli su dove trovare il programma).

Partiamo dalla schermata iniziale di Freecad

Per prima cosa creiamo un nuovo modello schiacciando sull'icona in alto a sinistra.

Come anticipato nel precedente articolo, FreeCAD ci mette a disposizione vari ambienti di lavori, chiamati Workbench; in ciascun ambiente sono disponibili un set di comandi per creare particolari oggetti. Per questo tutorial utilizzeremo l'ambiente “Part Design”.

Dal menu a tendina visibile nella schermata iniziale scegliamo perciò “Part Design”.

Clicchiamo su “Crea uno sketch”

Nella schermata seguente diamo “OK” scegliendo di lavorare sul piano “XY”.

Nel pannello che comparirà a sinistra togliamo la spunta su “Vincoli automatici”: in questo modo saremo noi a scegliere quali e quanti vincoli creare.

Cerchiamo nella toolbar in alto il comando “Crea una polilinea nello sketch”

e disegniamo il seguente insieme di linee che richiama la forma della sezione che vogliamo ottenere (non è importante la precisione)

Per chiudere la nostra polilinea selezioniamo i due punti estremi, e clicchiamo sul bottone “crea un vincolo di coincidenza”

Otterremo

E' opportuno a questo punto fermarsi a riflettere su quanto fatto. Abbiamo disegnato un insieme di linee consecutive ma volevamo far coincidere il primo con l'ultimo punto della polilinea. Per farlo dobbiamo comunicare al software che i due punti devono coincidere. Nell'ambiente “Sketch” il verbo “devono” è sinonimo di “vincolo”, quindi per far coincidere i due punti abbiamo creato un vincolo di coincidenza. Vedremo tra breve che esistono altri vincoli che ci saranno molto utili per definire la geometria della nostra sezione.

Creiamo a questo punto i due assi di simmetria della sezione. Per farlo useremo il bottone a fianco a quello usato per creare la polilinea. Otterremo

Come detto prima, in questa fase la precisione non è importante.

I due assi di simmetria appena creati non sono elementi che vogliamo vedere nel nostro disegno finale, sono semplicemente linee di costruzione. Per questo selezioniamo col mouse le due linee appena create e cerchiamo l'icona per attivare la modalità linee di costruzione.

Le due linee sono diventate blu.

Quello she stiamo creando è un elemento che verrà inserito all'interno di un modello più complesso. E' importante controllare con precisione le coordinate dell'elemento rispetto alla geometria complessiva. Per questo motivo dobbiamo essere sicuri che i due assi di simmetria coincidano effettivamente con l'asse X e l'asse Y.

Per fare questo i due assi di simmetria devono essere uno verticale l'altro orizzontale. Faremo perciò uso dei vincoli selezionando il comando “Crea un vincolo orizzontale”

Notiamo che a fianco della linea ora c'è una lineetta rossa che ci ricorda il vincolo appena introdotto. Nel pannello laterale la scheda vincoli contiene un riga nuova: è il vincolo appena introdotto.

Ripetiamo lo stesso procedimento per l'asse verticale ed otterremo

Ora dobbiamo essere sicuri che il segmento orizzontale abbia tutte le ordinate nulle. Per fare questo selezioniamo un estremo del segmento orizzontale e imponiamo un vincolo di distanza verticale. Di solito il vincolo di distanza assume in input due punti di cui fissa la distanza reciproca. Quando, come nel nostro caso, il punto selezionato è uno solo, la distanza è calcolata rispetto all'origine del sistema di riferimento.

Ripetiamo per il segmento verticale. A questo punto vediamo nel pannello laterale dei vincoli due righe in cui al nome del vincolo segue un numero tra parentesi; il numero è la distanza dall'origine dei due segmenti. Cliccando sulle righe compare una maschera in cui possiamo imporre pari a 0 le due distanze.

Il passo successivo è imporre i vincoli di simmetria tra i punti della sezione. Per imporre un vincolo di simmetria dobbiamo selezionare due punti (i due punti simmetrici) ed un segmento (l'asse di simmetria). A seguire attiviamo il vincolo

Procediamo analogamente con gli altri punti ottenendo

Nell'imporre i vincoli bisogna fare attenzione a non esagerare: qualora i vincoli fossero sovrabbondanti il programma ci segnalerà l'eccesso di vincoli suggerendoci quali vincoli rimuovere.

L'altro vincolo di cui abbiamo bisogno è il vincolo di parallelismo. Per attivarlo selezioniamo i due segmenti che vogliamo siano paralleli e attiviamo il vincolo.

A questo punto vogliamo parametrizzare il nostro modello per consentirci di modificarlo agevolmente solo inserendo le misure di altezza, larghezza e spessori di anima ed ali. Per farlo introduciamo dei vincoli di distanza, questa volta selezionando due punti. Otterremo

Cliccando sui vincoli di distanza (possiamo farlo sia sul pannello laterale sia sul disegno) possiamo modificare le dimensioni della nostra sezione.

A questo punto ci fermiamo un attimo. Per acquisire maggiore dimestichezza col programma, salviamo il nostro modello e chiudiamo il programma.

Riapriamolo e osserviamo cosa è accaduto. Innanzi tutto Freecad ha riattivato l'ambiente da cui eravamo usciti (Part Design). Il pannello di sinistra contiene l'elenco degli oggetti presenti nel modello. Nel nostro caso è presente solo un oggetto sketch.

Nel pannello laterale clicchiamo sula linguetta “Azioni” e quindi sul comando “Prisma”

Il comando prisma ci permette di trasformare l'oggetto bidimensionale sketch in un solido, estrudendo la sezione che abbiamo creato.

Nel dialogo che nel frattempo è comparso è possibile indicare l'altezza del nostro profilo.

A questo punto il nostro modello è finito. Dobbiamo solo renderlo visibile.

Finora abbiamo lavorato nel piano XY, per vedere meglio il frutto del nostro lavoro passiamo ad una vista assonometrica.

Però non riusciamo ancora a vedere tutto il nostro disegno!

Clicchiamo allora sul pulsante “Visualizza tutto il contenuto dello schermo”

Ed ecco apparire il nostro modello tridimensionale in tutto il suo splendore!

Al link http://ingegnerialibera.altervista.org/blog-file/tut01.FCStd troviamo il file risultante.

Lista completa tutorial


indice.txt · Ultima modifica: 2013/07/08 10:00 da mickele

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