Projektowanie modeli powierzchniowych 3D
6
Cel dydaktyczny: Opanowanie podstawowych technik generowania modeli powierzchniowych
3D
Część 1 Tworzenie modelu punktowo-krawędziowego
(wireframe)
Zastosowanie podstawowych funkcji do generowania modelu, jak na rysunku.
KROK 1:
TWORZENIE MODELU ŚCIANKI PRZEDNIEJ
Na pasku interfejsu graficznego wybrać Gview F (widok z przodu)
f& Utworzyć fragment modelu pokazany poniżej
f& Zmienić płaszczyznę konstrukcyjną na Cplane T (górną) klikając ikonkę
f& Zmienić położenie płaszczyzny konstrukcyjnej (współrzędną Z:
Kliknąć w menu bocznym Z
Wybrać dowolny lewy dolny narożnik konturu jak na rys. poniżej
f& Wartość Z w menu bocznym winna być następująca
f& W menu bocznym zmienić kolor systemowy na
f& Narysować kontur górnej ścianki jak na rys. poniżej
2
f& Opcją Xform, Translate utworzyć dolną podstawę
f& Zmienić płaszczyznę konstrukcyjną na Cplane F (przednią) klikając ikonkę
f& Opcją Xform, Translate utworzyć przednią ściankę (zieloną).
f& Zmienić kolor systemowy na
f& Klikając ustawić Gview I (widok izometryczny)
f& Ustawić Cplane T
f& Klikając w menu bocznym opcję Z, a następnie dowolny narożnik dolnej podstawy jak
na rys. poniżej ustawić położenie płaszczyzny konstrukcyjnej. Wartość Z winna się
zmienić jak na rys.
3
f& Postępując w podobny sposób jak opisano powyżej utworzyć jedną łapę (np. prawą)
oraz żebro
f& Wykonując zwierciadlane odbicie utworzyć drugą łapę. Rys. winien mieć postać.
4
Część 2 Tworzenie modelu powierzchniowego
f& Stosując metody tworzenia powierzchni opisane w dodatku poniżej utworzyć wszystkie
ścianki.
Uwaga: Ponieważ łapki na dolnej podstawie są symetryczne wystarczy utworzyć
powierzchnie dla jednej z nich, a dla drugiej skopiować zwierciadlanym odbiciem.
f& Ostateczna postać modelu winna być jak na rys. poniżej.
5
Powierzchnie
D1
W systemie MASTERCAM powierzchnia jest ograniczonym obiektem 2D lub 3D o zerowej
grubości. W niniejszym dodatku wyjaśniono rodzaje powierzchni, jakie można tworzyć w
systemie MASTERCAM oraz pokazano ich przykłady.
Draft
Funkcja Draft surface generuje powierzchnię o pochylonych lub zbieżnych płatach (ściankach) dla zadanej
długości (length) i zadanym kącie (angle). Poniższy rysunek przedstawia powierzchnie typu Draft utworzoną z
pojedynczego łańcucha (chain) krzywych. Do generowania takiej powierzchni korzystamy z opcji Create, Surface,
Draft z menu głównego (Main Menu).
Angle
Length
6
Funkcji Surface, Draft można także użyć do tworzenia łańcucha krzywych zawierających jeden obiekt.
Ruled
Funkcja Ruled tworzy powierzchnie prostokreślne przez rozpięcie płatów na dwóch lub więcej łańcuchów
krzywych w kolejności ich wskazywania i liniowe połączenie (sklejenie) kolejnych sekcji. Konieczne jest
zaznaczanie każdego łańcucha w tym samym względnym położeniu. Poniższy rysunek przedstawia powierzchnię
utworzoną przez zaznaczenie kolejnych łańcuchów w położeniach 1, 2 i 3. Powierzchnię tworzy się przy użyciu
opcji Create, Surface, Ruled z menu głównego (Main Menu).
1
2
3
7
Poniższy rysunek przedstawia powierzchnię typu Ruled, która powstanie po zaznaczeniu
krzywych w położeniach 1 i 2.
1
2
Loft
Funkcja Loft tworzy powierzchnię  trasowaną przez rozpięcie płatów na dwóch lub więcej łańcuchów krzywych w
kolejności ich wskazywania i gładkie połączenie (sklejenie) wszystkich sekcji. Konieczne jest zaznaczenie każdego
łańcucha w tym samym względnym położeniu. Poniższy rysunek przedstawia powierzchnię utworzoną przez
zaznaczenie kolejnych łańcuchów w położeniach 1, 2 i 3. Zwróć uwagę na różnicę między powierzchniami typu
Loft i Ruled z poprzedniej strony, utworzonych z tych samych łańcuchów krzywych. Powierzchnię tworzy się przy
użyciu opcji Create, Surface, Loft z menu głównego (Main Menu).
1
2
3
8
Powierzchnię Loft na poniższym rysunku utworzono z 40 przekrojów.
Revolved (Powierzchnie Obrotowe)
Funkcja Revolved tworzy powierzchnię przez obrót konturu złożonego z wybranych łańcuchów krzywych wokół osi
dla zadanych kątów początku i końca s. Opcji Revolved używa się, gdy przy pomocy konturu i osi można
utworzyć powierzchnię, jak pokazano na poniższym rysunku. Powierzchnię tworzy się przy użyciu opcji Create,
Surface, Revolved z menu głównego (Main Menu).
9
Innym przykładem powierzchni obrotowych jest filiżanka do kawy pokazana poniżej
Uwaga: Uszko utworzono oddzielnie przy użyciu innej funkcji tworzenia powierzchni. Nie jest ono
częścią powierzchni obrotowej.
Sweep (Powierzchnie wiedzione)
Funkcja Sweep tworzy wiele różnych konfiguracji powierzchni zależnie od wybranych krzywych. Program
 przeciąga łańcuchy krzywych zwane konturami poprzecznymi (across contours) wzdłuż innych łańcuchów
krzywych zwanych konturami wzdłużnymi (along contours). Jeśli wykorzystujemy tylko jeden kontur wzdłużny,
możemy wybrać dowolna liczbę profili poprzecznych (across). Powierzchnie tego typu pokazano poniżej na trzech
kolejnych rysunkach. Powierzchnię tworzy się przy użyciu opcji Create, Surface, Sweep z menu głównego (Main
Menu).
Along
Across
Across
10
Along
Across
Across
Along
Coons (Powierzchnie Coons a)
Funkcja Coons tworzy powierzchnię z siatki krzywych. Powierzchnię tworzy się przy użyciu opcji Create, Surface,
Coons z menu głównego (Main Menu).
11
Powierzchnia Coons a składająca się z jednego płata
Powierzchnia Coons a składająca się z wielu płatów
12
Powierzchnia Coons a składająca się z wielu płatów
Fillet (Powierzchnie zaokrągleń)
Funkcja Fillet surface tworzy powierzchnię zaokrąglenia między powierzchniami, która matematycznie jest
równoważna ciągowi łuków i jest styczna do jednej lub obydwu powierzchni, zależnie od wybranej metody
konstrukcji. Powierzchnie zaokrągleń można tworzyć pomiędzy płaszczyzną I powierzchnią, krzywą i powierzchnią
oraz między dwoma powierzchniami. Powierzchnię tę tworzy się przy użyciu opcji Create, Surface, Fillet z menu
głównego (Main Menu). Poniższy rysunek przedstawia przykład powierzchni zaokrąglenia między dwoma
powierzchniami.
13
Trim, To surfaces (Przycinanie powierzchni, do powierzchni)
Funkcja Trim, To surfaces umożliwia tworzenie powierzchni przez wzajemne przycinanie jednych powierzchni do
drugich. Powierzchnie przycięte tworzy się przy użyciu opcji Create, Surface, Trim/extend, To surfaces z menu
głównego (Main Menu).
Trim, Flat boundary (Powierzchnie przycięte do płaskiego konturu)
Funkcja Trim, Flat boundary umożliwia tworzenie płaskiej powierzchni przyciętej do jednego lub kilku łańcuchów
krzywych. Jeśli istnieją obiekty definiujące krawędzie powierzchni funkcji tej można użyć do tworzenia powierzchni
zamykających na brzegach istniejących powierzchni. Powierzchnie tego rodzaju tworzy się przy użyciu opcji
Create, Surface, Trim/extend, Flat bndy z menu głównego (Main Menu).
Uwaga: Używając tej funkcji można wybierać otwarte lub zamknięte łańcuchy krzywych.. Jeśli
zaznaczyliśmy otwarty łańcuch krzywych, system przypomina, by go domknąć.
14
Offset (powierzchnie równoodległe)
Funkcja Offset umożliwia tworzenie powierzchni równoodległej (ofsetowej) w ustalonej odległości od powierzchni
istniejącej. Powierzchnie tego rodzaju tworzy się przy użyciu opcji Create, Surface, Offset z menu głównego
(Main Menu).
2 Surface Blend ( Gładkie łączenie dwóch powierzchni)
Funkcja 2 Surface Blend umożliwia tworzenie powierzchni gładko łączącej dwie istniejące powierzchnie. Przykład
tego rodzaju powierzchni pokazano na poniższym rysunku. Powierzchnie tego rodzaju tworzy się przy użyciu opcji
Create, Surface, Next menu, 2 surf blnd z menu głównego (Main Menu).
Uwaga: Wynik tej operacji zależy od wskazanego kierunku łączenia i położenia dla każdej z
wybranych powierzchni.
3 Surface Blend ( Gładkie łączenie trzech powierzchni)
Funkcja 2 Surface Blend umożliwia tworzenie powierzchni gładko łączącej trzy istniejące powierzchnie. Przykład
tego rodzaju powierzchni pokazano na poniższym rysunku. Powierzchnie tego rodzaju tworzy się przy użyciu opcji
Create, Surface, Next menu, 3 surf blnd z menu głównego (Main Menu).
Uwaga: Wynik tej operacji zależy od wskazanego kierunku łączenia i położenia dla każdej z
wybranych powierzchni.
15
Fillet Blend (Gładkie łączenie zaokrągleń)
Funkcja Fillet Blend umożliwia łączenie trzech przecinających się powierzchni zaokrągleń w celu utworzenia
jednej lub więcej powierzchni łączących. Powierzchnie tego rodzaju tworzy się przy użyciu opcji Create, Surface,
Next menu, Fillet blnd z menu głównego (Main Menu).
16
Uwaga: Do utworzenia wszystkich powierzchni wystarczą tylko dwie opcje: Create
Surface Trim/extend (Przytnij/Wydłuż) Flat bndy (Na płaskim konturze
z dowolną liczbą otworów) z menu głównego (Main Menu) (czyli powierzchni
koloru: i ) oraz jedna z opcji: Create Surface
Draft (powierzchnie kreślone), Create Surface Ruled (powierzchnie
prostokreślne) lub Create Surface Sweep (powierzchnie wiedzione).
Poniżej przedstawiono przykład stosowania każdej z tych opcji do utworzenia
wybranych powierzchni zadanego modelu.
KROK 2:
TWORZENIE ŚCIANKI PRZEDNIEJ ( )
f& Ustawić Cplane F
f& Z menu głównego (Main Menu) wybierz opcje: Create Surface Trim/extend
Flat bndy.
f& Kliknij Chain : Select chain 1
f& Kliknij Options : W okienku jak na rys. obok wybierz
opcję Plane mask.
Przy wyborze krawędzi powierzchni opcja ta ograniczy
zaznaczanie obiektów tylko do elementów leżących w
jednej płaszczyz
nie (równoległej do Cplane).
f& Wybierz łańcuch obiektów jak na rys. poniżej: Select
chain 2
Uwaga: Strzałka wskaże
pierwszy obiekt konturu i
kierunek jego obiegu. Kontur
nie musi być zamknięty. W
takim przypadku system zapyta,
czy domknąć łańcuch.
f& Kliknij Done (nie wybieramy
więcej łańcuchów), a następnie Do it.
System utworzy przednią ściankę w wybranym kolorze. Aby ją zwizualizować naciśnij
Alt S.
KROK 3:
TWORZENIE ŚCIANKI GÓRNEJ ( )
f& Ustawić Cplane T
f& Postępując jak powyżej utwórz powierzchnię koloru .
17
Uwaga: Jeśli wybrany łańcuch krawędzi powierzchni nie jest zamknięty (jak przykładowo
na rys. poniżej) kliknij w menu bocznym End here (zakończ w tym miejscu).
Po wybraniu Do it system
zakomunikuje, że łańcuch nie jest
zamknięty i zapyta, czy zamknąć go
automatycznie (otworzy się okienko
jak pokazano obok). Należy
potwierdzić Tak.
Po dwóch krokach model winien wyglądać jak na
rys. obok.
KROK 4:
TWORZENIE ŚCIANKI DOLNEJ A
APY ( )
f& Postępując jak powyżej utwórz powierzchnię dolną łapy z otworem.
Uwaga: W tym przypadku należy wybrać łańcuch konturu
łapy oraz dodatkowo krawędz
otworu (jak na rys.
obok). Po wybraniu Do it system utworzy
powierzchnię z otworem, jak na rys. poniżej.
18
KROK 5:
TWORZENIE POWIERZCHNI BOCZNEJ ŚCIANY PRZEDNIEJ
( )
Powierzchnię tę można utworzyć jedną z trzech wspomnianych opcji. Przykładowo
zastosujemy tu metodę tworzenia powierzchni wiedzionych (Sweep).
f& Ustawić Cplane F
f& Z menu głównego (Main Menu) wybierz opcje: Create Surface Sweep.
f& Kliknij Chain : Swept surface: define the across contour (powierzchnia wiedziona:
wskaż profil poprzeczny)
f& Opcja Plane mask (wybrana na początku) jest w dalszym ciągu aktywna.
f& Wybierz łańcuch obiektów jak na rys. (identycznie jak w kroku 2): Swept surface: define
the across contour (powierzchnia wiedziona: wskaż profil poprzeczny).
" System oczekuje wskazania następnego profilu poprzecznego: Swept surface:
define the across contour 2 (powierzchnia wiedziona: wskaż drugi profil po-
przeczny).
f& Wybierz Done: Swept surface: define the along contour (powierzchnia wiedziona:
wskaż profil wzdłużny).
f& Wybierz Single (ponieważ profilem wzdłużnym
będzie u nas tylko pojedyncza krawędz
) i wybierz
jedną z krawędzi prostopadłych do pierwszego profilu
 np. jak na rys. obok.)
f& Wybierz Done.
f& Ustaw opcje menu bocznego,
jak pokazano obok
f& Kliknij Do it.
19
f& Jeśli system zgłosi komunikat
naciśnij Enter.
f& Zostanie utworzona powierzchnia jak na rys. obok.
(po naciśnięciu Alt S).
KROK 6:
TWORZENIE ŚCIANKI BOCZNEJ KORPUSU ( )
Powierzchnię tę można utworzyć jedną z trzech wspomnianych opcji. Przykładowo
zastosujemy tu metodę tworzenia powierzchni kreślonych (Draft).
f& Ustawić Cplane T
f& Z menu głównego (Main Menu) wybierz opcje: Create Surface Draft.
f& Kliknij Chain : Select the profile entities (wybierz obiekty profilu)
f& Opcja Plane mask (wybrana na początku) jest w dalszym ciągu aktywna.
f& Wybierz łańcuch obiektów jak na rys. (identycznie jak w kroku 3).
f& W pokazanym przykładzie jest to łańcuch otwarty
należy więc wybrać w menu bocznym End here:
Select profile entities 2 (wybierz obiekty drugiego
profilu).
f& Ponieważ nie wskazujemy drugiego profilu naciśnij
Done.
f& Ustawić opcje jak na rys. obok.
f& Wybrać Angle (kąt pochylenia
powierzchni) i wpisać 0 (jeśli
było inaczej).
f& Wybrać Length (długość
powierzchni) i wpisać  80 (przesunięcie w kierunku ujemnym osi Z).
Strzałka wskaże kierunek przesunięcia profilu.
f& Wybierz Do it, a następnie Alt S.
20
f& Utworzona zostanie powierzchnia jak na rys.
KROK 7:
TWORZENIE ŚCIANKI BOCZNEJ A
APY ( )
Powierzchnię tę można utworzyć jedną z trzech wspomnianych opcji. Przykładowo
zastosujemy tu metodę tworzenia powierzchni prostokreślnych (Ruled).
f& Ustawić Cplane T
f& Z menu głównego (Main Menu) wybierz opcje: Create Surface Ruled.
f& Kliknij Chain: Ruled surface: define contour 1 (powierzchnia Ruled: wskaż kontur 1)
f& Opcja Plane mask (wybrana na początku) jest w dalszym ciągu aktywna.
f& Wybierz górny kontur łapy jak na rys. obok.
System zgłosi komunikat: Ruled surface: define contour 2
(powierzchnia Ruled: wskaż kontur 2)
f& Wybierz dolny kontur łapy klikając w taki sam obiekt jak
w konturze górnym (po tej samej stronie względem środ-
ka odcinka jak w konturze górnym)  patrz rys. z prawej
poniżej.
f& Wybierz Done oraz Do it, a następnie Alt S.
Zostanie utworzona powierzchnia jak poniżej.
21
TWORZENIE POZOSTAA
YCH POWIERZCHNI MODELU
Korzystając z przedstawionych opcji utworzyć pozostałe powierzchnie modelu.
Uwaga 1: Przy tworzeniu powierzchni Ruled rozpiętych między pojedynczymi obiektami
(liniami)  np. przy tworzeniu powierzchni bocznej żebra łapy  zamiast opcji
Chain należy wybrać opcję Single.
Uwaga 2: Dla zmniejszenia pracochłonności tworzenia modelu należy w jak największym
stopniu wykorzystywać własności symetrii modelu stosując kopiowanie,
przesunięcia, obroty lub zwierciadlane odbicia, a także selektywne maskowanie
(wskazywanie) obiektów wg. koloru, typu (line, arc itp.) oraz położenia w tej
samej płaszczyz
nie (Entity mask, Color mask, Level mask, Plane mask).
22