Создание и редактирование сплайнов

Подобно AutoCAD, в SolidWorks при рисовании эскизов имеется возможность добавлять в эскиз сплайны – плавные математические кривые.

Для рисования сплайнов служит меню Инструменты – Объекты эскиза – Сплайн или кнопка панели инструментов «Эскиз» (см. рис. 2.1).

Основным методом рисования сплайна в SolidWorks является метод рисования в два щелчка, т.е. начальная и каждая последующая точки сплайна указываются щелчком (нажатием и отпусканием) кнопки мыши. Ввод последней точки сплайна осуществляется двойным щелчком мыши.

После указания первой точки отображается менеджер свойств команды рисования сплайна. После ввода последней точки в этом менеджере свойств можно настроить параметры сплайна.

Категории Существующие взаимосвязи и Добавить взаимосвязи аналогичны одноименным категориям других команд эскиза. Для параметров сплайнов в SolidWorks существуют дополнительные взаимосвязи, они будут рассмотрены ниже. Флажок «Вспомогательная геометрия» в категории Параметры работает также, как и в других командах.

Флажок «Отобразить кривизну» включает и выключает отображение в рабочей области эпюры кривизны сплайна. Пример эпюры показан на рис. 6.1, на ней отображается значение локального радиуса кривизны сплайна в каждой его точке. После установки флажка отображается менеджер свойств «Масштаб кривизны». Параметр «Масштаб» в этом менеджере свойств управляет масштабом длин линий эпюры, увеличивая или уменьшая длины всех линий эпюры одновременно в заданное число раз; параметр «Плотность» управляет частотой и, как следствие, количеством линий эпюры.

После настройки масштаба и плотности эпюры кривизны и закрытия менеджера свойств автоматического возврата в менеджер свойств сплайна не происходит. Для его повторного открытия следует выделить сплайн.

Флажок «Поддерживать внутреннюю непрерывность» заставляет SolidWorks при рисовании сплайна соблюдать непрерывность его кривизны. Работа этого флажка и проиллюстрирована на рис. 6.1 при помощи эпюры кривизны: сверху флажок снят, и в точке (обозначена звездочкой) происходит скачкообразное изменение кривизны; снизу флажок установлен, и кривизна в окрестности точки изменяется непрерывно. Установка флажка корректирует форму сплайна. Поэтому для наглядности на рис. 6.1 верхний сплайн скопирован и его начало и конец совмещены с нижним сплайном (копия верхнего сплайна отображена штрихпунктирной линией). Изначально при рисовании сплайна при помощи точек кривизна его изменяется заведомо непрерывно, однако в результате дальнейшего редактирования сплайна эта непрерывность может быть нарушена. Установка флажка восстанавливает непрерывность изменения радиуса кривизны.

Рис. 6.1 Сплайн с отображением эпюры кривизны

Нижняя категория Параметры управляет параметрами сплайна в каждой из его точек. В поле задается порядковый номер точки, параметры которой необходимо отредактировать. В полях и задаются координаты данной точки.

Вместо редактирования координат точки сплайна ее можно выделить мышью и перетащить. Как к конечным, так и к промежуточным точкам сплайна можно применять размеры и параметрические взаимосвязи. Также можно применить взаимосвязь «Касательность» между сплайном и любым отрезком прямой, окружностью или дугой. Если эти элементы не пересекают сплайн, SolidWorks попытается продлить их, а точка касания будет выбрана автоматически.

Особенностью SolidWorks является возможность управлять касательностью сплайна в каждой из точек. Чаще всего для правильного отображения сплайна необходимо как минимум настроить касательность в его крайних точках. Изменение касательности в промежуточных точках позволяет более тонко настроить форму сплайна.

При создании сплайна заданием точек касательность в каждой из них рассчитывается автоматически.

Касательность в точках сплайна отображается специальными маркерами касательности. Пример такого маркера показан на рис. 6.2, а (для наглядности маркер выделен черным цветом).

В промежуточных точках сплайна маркер касательности имеет вид двух противоположно направленных векторов. Они могут иметь разную длину, но угол у них общий.

Маркеры могут быть отображены четырьмя разными цветами. По умолчанию серый цвет соответствует касательности, рассчитанной при построении сплайна (касательность по умолчанию). Голубой цвет маркер касательности приобретает при его выделении. Синий цвет показывает, что касательность в этой точке была изменена пользователем. Наконец, черный цвет приобретают маркеры касательности, когда их положение определяется параметрическими размерами и взаимосвязями.

После выделения маркера касательности при помощи мыши его можно настраивать следующим образом:

o Перетаскиванием символа (ромб) вблизи конца маркера можно управлять направлением вектора касательности сплайна в точке. Курсор мыши при этом принимает вид . На рис. 6.2, б) вектор касательности повернут на 60^о;

o Перетаскиванием символа (треугольник) вблизи конца маркера можно управлять длиной вектора касательности сплайна в точке. Длина вектора определяет, насколько сильно влияет вектор касательности в данной точке на поведение сплайна. Чем длиннее вектор, тем медленнее будет меняться касательность по мере удаления от точки. Курсор мыши при этом принимает вид . На рис. 6.2, б) левый вектор удлинен, а правый, наоборот, укорочен;

o Перетаскиванием символа (круг) на конце маркера касательности можно одновременно управлять и направлением вектора, и его длиной. Курсор мыши при этом имеет вид .

Как было сказано выше, два противоположно направленных вектора касательности могут иметь разную длину. При перетаскивании символа или меняется длина только одного из векторов. Для одновременного изменения длин обоих векторов перед перетаскиванием следует зажать клавишу Alt.

а) б) в)

Рис. 6.2 Управление касательностью сплайна

Таким образом, выбрав нужную точку в поле нижней категории Параметры менеджера свойств сплайна, и установив флажок «Управление касательностью», можно задать численные параметры вектора касательности в точке. В частности, угол наклона векторов задается в поле , а длины векторов – в полях и соответственно.

При необходимости параметры касательности можно задать при помощи параметрических размеров. Для этого следует установить для нужной точки сплайна флажок «Управление касательностью» или изменить маркер касательности перетаскиванием (он не должен быть серого цвета), затем воспользоваться функцией «Автоматическое нанесение размера» (кнопкой панели инструментов «Размеры и взаимосвязи»). Далее при щелчке мышью по любому из символов маркера касательности будет проставлен размер суммарной длины векторов касательности. Если последовательно щелкнуть на символе и на отрезке эскиза, будет проставлен размер угла наклона векторов касательности.

Также если в некоторой точке один сплайн переходит в другой (так называемые смежные сплайны), можно выделить эти два сплайна и задать для них взаимосвязь «Одинаковая кривизна» (задается кнопкой и обозначается в рабочей области знаком ). Благодаря этой взаимосвязи при переходе от одного сплайна к другому кривизна будет изменяться непрерывно. При добавлении этой взаимосвязи автоматически добавляется и взаимосвязь «Касательность».

Кнопки «Сбросить этот маркер» и «Сбросить все маркеры» позволяют отменить изменения касательности в точках сплайна. Вместо этого можно выделить любой из символов маркера касательности и нажать клавишу Delete. Настройки касательности в точке будут сброшены, а сам маркер исчезнет (но при следующем выделении сплайна он снова будет отображен серым цветом).

Флажок «Пропорциональный» включает особый режим перетаскивания точек сплайна. В этом режиме, если сплайн не связан с другими объектами эскиза, происходит его параллельный перенос, а если связан – масштабирование относительно зафиксированной взаимосвязями точки. Если более одной точки сплайна зафиксированы взаимосвязями, в режиме «Пропорциональный» сплайн приобретает статус полностью определенного, и перетаскивание его точек становится невозможным.