محیط Sketcher کتیا چه ابزارهایی دارد؟ (بررسی ۴ ابزار آن)

هر مهندس و طراحی، دائماً به دنبال ابزارهایی برای ساده‌سازی گردش کار و تحقق ایده‌هایشان هستند.

کتیا (CATIA) یکی از چشمگیرترین راه‌حل‌های طراحی و تولید به کمک کامپیوتر است که در طیف وسیعی از صنایع کاربرد دارد.

این نرم افزار به عنوان پیشرو در طراحی سه‌بعدی، قابلیت‌های بی‌نظیری را برای طراحی محصول، مهندسی و تولید ارائه می‌دهد.

این مجموعه نرم‌افزاری، طراحی و تولید را در طول چرخه عمر یک محصول ساده می‌کند و گردش‌های کاری سریع‌تر و کارآمدتری را برای مهندسان و تولیدکنندگان فراهم می‌کند.

این فرایند در محیط‌های کاربری که این نرم افزار ارائه می‌دهد، انجام می‌شود.

یکی از این محیط‌های کاربری، محیط Sketcher کتیا می‌باشد.

در این مقاله، به بررسی محیط Sketcher کتیا و اهمیت اسکچر در فرآیند طراحی خواهیم پرداخت.

1# محیط Sketcher کتیا

طرح‌های دوبعدی نقطه شروع بسیاری از مدل‌های CAD هستند.

آن‌ها معمولاً پروفایل‌ها و مسیرهای عملیات ایجاد اشکال سه‌بعدی را تعریف می‌کنند.

یک مدل ممکن است برای شکل نهایی خود به چندین طرح اولیه وابسته باشد.

با استفاده از محیط Sketcher کتیا می‌توان طرح‌های دوبعدی مورد نظر برای استفاده در سایر میزهای کار را ایجاد کرد.

محیط Sketcher کتیا برای تولید هندسه‌های دوبعدی جهت استفاده در Workbench PartDesign.svg PartDesign Workbench، Workbench Arch.svg Arch Workbench و سایر محیط‌های کاری استفاده می‌شود.

همراه با عملیات بولی تعریف شده در محیط Part، محیط Sketcher کتیا یا به اختصار “The Sketcher”، اساس روش هندسه جامد سازنده (CSG) برای ساخت جامدات را تشکیل می‌دهد.

این ابزار همراه با عملیات محیط PartDesign، اساس روش ویرایش ویژگی برای ایجاد جامدات را نیز تشکیل می‌دهد؛ اما بسیاری از میزکارهای دیگر نیز از Sketchها استفاده می‌کنند.

اما محیط Sketcher کتیا،  فقط برای تولید طرح‌های دوبعدی در نظر گرفته نشده است.

پس از استفاده از طرح‌ها برای ایجاد یک ویژگی جامد، آنها به طور خودکار پنهان می‌شوند و محدودیت‌ها فقط در حالت ویرایش Sketch قابل مشاهده هستند.

محیط Sketcher کتیا دارای قیدهایی است که به اشکال دوبعدی اجازه می‌دهد از تعاریف هندسی دقیقی از نظر طول، زاویه و روابط (افقی، عمودی، عمود و غیره) پیروی کنند.

یک حل‌کننده قید، محدوده مقید هندسه دوبعدی را محاسبه می‌کند و امکان کاوش تعاملی درجات آزادی طرح را فراهم می‌کند.

قیود موجود در محیط کاری Sketcher، اشیا دوبعدی را قادر می‌سازد تا از نظر طول، زاویه‌ها و روابط (افقی، عمودی، عمود و غیره) الزامات هندسی دقیقی را رعایت کنند.

میزان مقید هندسه دوبعدی با استفاده از یک حل‌کننده محدودیت تعیین می‌شود که امکان کاوش تعاملی درجات آزادی طرح را نیز فراهم می‌کند

2# موارد کاربری در محیط Sketcher کتیا

میز کار Sketcher یک جز اساسی CATIA است که شما را قادر می‌سازد طرح‌های دوبعدی ایجاد کنید که به عنوان پایه و اساس مدل‌های سه‌بعدی عمل می‌کنند.

موارد کاربری محیط Sketcher کتیا  به شرح زیر است:

• تعریف هدف طراحی: Sketcher به شما امکان می‌دهد تا هدف طراحی را ثبت کنید و مطمئن شوید که مدل شما مطابق انتظار رفتار می‌کند.
• ایجاد هندسه: محیط Sketcher کتیا امکان ایجاد هندسه‌های پیچیده، از جمله منحنی‌ها، سطوح و جامدات را فراهم می‌کند.
• کنترل ابعادی: اسکچر کنترل دقیقی بر ابعاد، تلرانس‌ها و قیود ارائه می‌دهد.
• طراحی پارامتریک: این محیط از طراحی پارامتریک پشتیبانی کرده و امکان اصلاحات و به‌روزرسانی‌های آسان را فراهم می‌کند.
• کاربردهای پایین‌ دستی: طرح‌های اسکچر را می‌توان در کاربردهای مختلف پایین‌ دستی، مانند تحلیل المان محدود (FEA)، دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) و تولید استفاده کرد.

3# دسترسی به محیط Sketcher کتیا

محیط Sketcher کتیا مجموعه‌ای از ابزارها است که به شما در ایجاد و محدود کردن هندسه‌های دوبعدی کمک می‌کند.

سپس می‌توان با استفاده از این پروفایل‌های دوبعدی، ویژگی‌هایی (پد، پاکت و غیره) را به صورت جامد ویا تغییراتی در جامدات ایجاد کرد.

می‌توانید از روش‌های مختلفی به محیط Sketcher کتیا دسترسی پیدا کنید.

دو روش ساده استفاده از منوی کشویی بالا (شروع – طراحی مکانیکی Sketcher) یا انتخاب آیکون Sketcher است.

وقتی وارد Sketcher می‌شوید، نرم افزار از شما می‌خواهد که یک صفحه برای طراحی روی آن انتخاب کنید.

می‌توانید این صفحه را قبل یا بعد از انتخاب آیکون Sketcher انتخاب نمایید.

برای خروج از Sketcher، آیکون Exit Workbench را انتخاب کنید.

پس از فراخوانی محیط Sketcher کتیا باید محیط کاری را مطابق با الزامات طراحی یا ترسیم تنظیم کنید.

این الزامات شامل اصلاح واحدها، تنظیمات شبکه و غیره می‌شود.

برای این منظور گزینه طراحی مکانیکی (Mechanical Design) را از درخت سمت چپ کادر محاوره‌ای انتخاب کنید.

سپس، گزینه Sketcher را انتخاب کنید تا تب Sketcher در سمت راست کادر محاوره‌ای Options، همانطور که در شکل نشان داده شده است، نمایش داده شود.

برای تغییر مقادیر فاصله اولیه و درجه‌بندی، از نوار منو، ابزارها > گزینه‌ها را انتخاب کنید؛ کادر محاوره‌ای گزینه‌ها نمایش داده خواهد شد.

4# ابزارهای محیط Sketcher کتیا

ابزارهای محیط Sketcher کتیا در منوی Sketch و یا چندین نوار ابزار قرار دارند.

تقریباً تمام نوارهای ابزار محیط Sketcher کتیا فقط زمانی نمایش داده می‌شوند که یک طرح در حالت ویرایش باشد.

تنها استثنا نوار ابزار Sketcher است که فقط در صورتی نمایش داده می‌شود که هیچ طرحی در حالت ویرایش نباشد.

برخی از ابزارها همچنین از منوی زمینه نمای سه‌بعدی در حالی که طرح در حالت ویرایش است یا از منوی‌های زمینه کادر محاوره‌ای Sketcher در دسترس هستند.

اگر یک اسکچ در حالت ویرایش باشد، نوار ابزار Structure پنهان می‌شود؛ زیرا هیچ یک از ابزارهای آن قابل استفاده نیستند.

محیط Sketcher کتیا  شامل نوار ابزارهای استاندارد مخصوص میز کار زیر است:

1-4# نوار ابزار Sketcher

دستورات موجود در این نوار ابزار به شما امکان می‌دهند تغییرات دلخواه خود را در طرح‌ها اعمال کنید که عبارت‌اند از:

• ایجاد طرح: یک طرح جدید ایجاد می‌کند و کادر محاوره‌ای Sketcher را برای ویرایش آن باز می‌کند.
• ویرایش طرح: پنجره‌ی Sketcher را برای ویرایش یک طرح موجود باز می‌کند.
• پیوست کردن طرح: یک طرح را به هندسه انتخاب شده پیوست می‌کند.
• تغییر جهت طرح: یک طرح را روی یکی از صفحات اصلی با یک آفست اختیاری قرار می‌دهد.
  همچنین می‌توان از آن برای جدا کردن یک طرح استفاده کرد.
• اعتبارسنجی طرح: می‌تواند طرحی را که دیگر قابل ویرایش نیست یا محدودیت‌های نامعتبر دارد، تجزیه و تحلیل و تعمیر کند یا محدودیت‌های منطبق از دست رفته را اضافه کند.
• ادغام طرح‌ها: دو یا چند طرح را با هم ادغام می‌کند.
• طرح آینه‌ای: آینه‌ها در امتداد محور X، محور Y یا مبدأ خود طرح‌هایی را ترسیم می‌کنند.

2-4# ابزار Profile toolbar

دستوراتی که در این نوار ابزار قرار دارند به شما امکان می‌دهند هندسه‌های ساده (مستطیل، دایره، خط و غیره) و هندسه‌های پیچیده‌تر (پروفیل، اسپلاین و غیره) ایجاد کنید.

3-4# نوار ابزار قید

پروفیل‌ها را می‌توان با استفاده از دستورات موجود در نوار ابزار قید، با قیدهای ابعادی (فاصله، زاویه و غیره) یا هندسی (مماس، موازی و غیره) مقید کرد.

4-4# نوار ابزار ویرایش Sketcher

دستورات موجود در این نوار ابزار به شما امکان می‌دهند در حالت‌های مختلف کار کنید که طراحی را آسان‌تر می‌کند.

• تغییر وضعیت شبکه: شبکه را در طرحِ در حال ویرایش تغییر می‌دهد.
  تنظیمات را می‌توان در منوی مرتبط تغییر داد.
• فعال یا غیرفعال کردن snap: فعال یا غیرفعال کردن snap در تمام طرح‌ها را انجام می‌دهد.
  تنظیمات را می‌توان در منوی مربوطه تغییر داد.
• پیکربندی ترتیب رندر: ترتیب رندر تمام طرح‌ها را می‌توان در منوی مربوطه تغییر داد.

5# محدودیت‌های محیط Sketcher کتیا

قیدها در محیط Sketcher کتیا برای محدود کردن درجات آزادی یک جسم استفاده می‌شوند.

برای مثال، یک خط بدون قید، ۴ درجه آزادی دارد (به اختصار”DoF”) می‌تواند به صورت افقی یا عمودی حرکت کند، می‌تواند کشیده شود و می‌تواند بچرخد.

اعمال یک قید افقی یا عمودی، یا یک قید زاویه (نسبت به خط دیگر یا نسبت به یکی از محورها)، ظرفیت چرخش آن را محدود می‌کند، در نتیجه ۳ درجه آزادی برای آن باقی می‌ماند.

قفل کردن یکی از نقاط آن نسبت به مبدأ، ۲ درجه آزادی دیگر را حذف می‌کند. و اعمال یک قید بُعد، آخرین درجه آزادی را حذف می‌کند.

سپس خط کاملاً مقید در نظر گرفته می‌شود.

علاوه بر این اشیا می‌توانند نسبت به یکدیگر نیز مقید شوند.

دو خط را می‌توان از طریق یکی از نقاطشان با قید نقطه منطبق به هم متصل کرد.

می‌توان بین آنها زاویه تعیین کرد، یا می‌توان آنها را عمود بر هم قرار داد.

یک خط می‌تواند مماس بر یک کمان یا دایره باشد و غیره.

یک طرح ممکن است چندین راه‌حل مختلف داشته باشد و مقید کردن کامل آن می‌تواند به این معنی باشد که فقط یکی از این راه‌حل‌های ممکن بر اساس محدودیت‌های اعمال شده حاصل شده است.

دو نوع قید وجود دارد: هندسی و ابعادی.

اینها ابزارهایی برای ایجاد محدودیت‌ها هستند.

برخی از محدودیت‌ها نیاز به استفاده از محدودیت‌های کمکی دارند.

ابزار تعیین محدودیت محیط Sketcher کتیا حساس به متن است و بر اساس انتخاب فعلی، محدودیت‌های ابعادی مناسب و همچنین محدودیت‌های هندسی را ارائه می‌دهد.

1-5# محدودیت‌های ابعادی

• فاصله افقی: فاصله افقی بین دو نقطه یا نقاط انتهایی یک خط را ثابت می‌کند.
  اگر یک نقطه از قبل انتخاب شده باشد، فاصله نسبت به مبدأ طرح محاسبه می‌شود.
• فاصله عمودی: فاصله عمودی بین دو نقطه یا نقاط انتهایی یک خط را ثابت می‌کند.
  اگر یک نقطه از قبل انتخاب شده باشد، فاصله نسبت به مبدأ طرح محاسبه می‌شود.
• فاصله: این فاصله، طول یک خط، فاصله بین دو نقطه، فاصله عمود بین یک نقطه و یک خط یا فاصله بین لبه‌های دو دایره یا کمان یا بین لبه یک دایره یا کمان و یک خط یا طول یک کمان را مشخص می‌کند.
• شعاع یا قطر خودکار: شعاع کمان‌ها و دایره‌های با وزن B-spline و قطر دایره‌ها را ثابت می‌کند.
• شعاع: شعاع دایره‌ها، کمان‌ها و دایره‌های با وزن B-spline را تعیین می‌کند.
• قطر: قطر دایره‌ها و کمان‌ها را ثابت می‌کند.
• زاویه: زاویه بین دو لبه، زاویه یک خط با محور افقی طرح یا زاویه روزنه یک کمان دایره‌ای را ثابت می‌کند.
• قفل: محدودیت‌های فاصله افقی و فاصله عمودی را به نقاط اعمال می‌کند.
  اگر یک نقطه انتخاب شود، محدودیت‌ها به مبدأ طرح ارجاع داده می‌شوند.
  اگر دو یا چند نقطه انتخاب شوند، محدودیت‌ها به آخرین نقطه در انتخاب ارجاع داده می‌شوند.
• انطباق (یکپارچه): این‌ مورد، قید انطباق بین نقاط ایجاد می‌کند، نقاط را روی لبه‌ها یا محورها ثابت می‌کند، یا یک قید متحدالمرکز ایجاد می‌کند.
  این ابزار، ابزارهای انطباق و نقطه‌گذاری روی شی را ترکیب می‌کند.
• نقطه روی شی: نقاط را روی لبه‌ها یا محورها ثابت می‌کند.

2-5# محدودیت‌های هندسی

• افقی یا عمودی: خطوط یا جفت نقاط را به افقی یا عمودی بودن محدود می‌کند، هر کدام که به تراز فعلی نزدیک‌تر باشد.
  این ابزار، ابزارهای افقی و عمودی را ترکیب می‌کند.
• افقی: این محدودیت، خطوط یا جفت نقاط را به صورت افقی محدود می‌کند.
• عمودی: خطوط یا جفت نقاط را به عمودی بودن محدود می‌کند.
• موازی: خطوط را ملزم به موازی بودن می‌کند.
• عمود: دو خط را مقید می‌کند که عمود باشند، یا دو لبه، یا یک لبه و یک محور، که در محل تقاطعشان عمود باشند.
  این قید همچنین می‌تواند دو لبه را به هم متصل کرده و آنها را مجبور کند که در محل اتصال عمود باشند.
• مماس یا هم‌خط: دو لبه، یا یک لبه و یک محور را مقید به مماس بودن می‌کند.
  این قید همچنین می‌تواند دو لبه را به هم متصل کرده و آنها را مجبور کند که در محل اتصال مماس باشند.
  اگر دو خط انتخاب شوند، آنها هم‌خط می‌شوند.
• مساوی: لبه‌ها را به داشتن طول (خطوط) یا انحنای مساوی (همه لبه‌ها به جز B-splines) محدود می‌کند.
• متقارن: دو نقطه را ملزم می‌کند که حول یک خط یا محور یا حول یک نقطه سوم متقارن باشند.
• Block: لبه‌ها را با یک قید واحد در جای خود مسدود می‌کند.
  این روش عمدتاً برای B-splineها در نظر گرفته شده است.
• شکست نور (قانون اسنل): دو خط را ملزم می‌کند که هنگام عبور از یک سطح مشترک، از قانون شکست نور پیروی کنند.

3-5# تغییر محدودیت‌ها

• تغییر وضعیت محدودیت محرک یا مرجع: ابزارهای ایجاد محدودیت ابعادی را بین حالت محرک و حالت مرجع تغییر می‌دهد یا محدودیت‌های ابعادی انتخاب شده را بین این حالت‌ها تغییر می‌دهد.
• فعال یا غیرفعال کردن محدودیت: محدودیت‌های انتخاب شده را فعال یا غیرفعال می‌کند.

6# اصول اساسی برای کار در محیط Sketcher کتیا

هر کاربر CAD به‌مرورزمان روش کار خود را توسعه می‌دهد؛ اما اصول کلی مفیدی وجود دارد که باید رعایت شود.

اصول اساسی برای کار در محیط Sketcher کتیا به صورت زیر است:

• مدیریت مجموعه‌ای از طرح‌های ساده آسان‌تر از یک طرح پیچیده است.
  پس سعی کنید طرح‌های پیچیده را به مجموعه‌ای از طرح‌های ساده تبدیل کنید.
  به‌ عنوان‌ مثال، می‌توان یک طرح اولیه برای ویژگی سه‌بعدی پایه (چه یک پد و چه یک صفحه گردان) ایجاد کرد، در حالی که طرح دوم می‌تواند شامل سوراخ‌ها یا برش‌ها (جیب‌ها) باشد.
  برخی از جزئیات را می‌توان حذف کرد تا بعداً به عنوان ویژگی‌های سه‌بعدی پیاده‌سازی شوند.
  اگر تعداد فیلت‌ها در طرح شما زیاد است، می‌توانید از فیلت‌ها در طرح خود اجتناب کنید و آنها را به عنوان یک ویژگی سه‌بعدی اضافه کنید.
• همیشه یک نمایه بسته ایجاد کنید، در غیر این صورت طرح شما یک جسم جامد ایجاد نمی‌کند؛ بلکه مجموعه‌ای از سطوح باز خواهد بود.
  اگر نمی‌خواهید برخی از اشیا در طرح جامد گنجانده شوند، آنها را با ابزار Construction Mode به عناصر سازه‌ای تبدیل کنید.
• از ویژگی محدودیت‌های خودکار برای محدود کردن تعداد محدودیت‌هایی که باید به صورت دستی اضافه کنید، استفاده نمایید.
• به عنوان یک قاعده کلی، ابتدا محدودیت‌های هندسی، سپس محدودیت‌های ابعادی را اعمال کنید و در آخر طرح خود را قفل کنید؛ اما به یاد داشته باشید: قوانین برای شکستن ساخته شده‌اند. اگر در دستکاری طرح خود مشکل دارید، ممکن است مفید باشد که قبل از تکمیل پروفایل خود، ابتدا چند شی را محدود کنید.
• در صورت امکان، طرح خود را با قید قفل (Lock constraint) در مرکز مبدأ (0,0) قرار دهید.
  اگر طرح شما متقارن نیست، یکی از نقاط آن را در مبدأ قرار دهید یا اعداد گرد خوبی را برای فواصل قفل انتخاب کنید.
• اگر امکان انتخاب بین محدودیت طول و محدودیت‌های فاصله افقی یا عمودی را دارید، دومی را ترجیح دهید.
  محدودیت‌های فاصله افقی و عمودی از نظر محاسباتی ارزان‌تر هستند.
• به طور کلی، بهترین قیدها برای استفاده عبارت‌اند از:
  • قیدهای افقی و عمودی
  • قیدهای طول افقی
  • عمودی
  • مماس نقطه به نقطه
    در صورت امکان، استفاده از قید طول عمومی، مماس لبه به لبه، و قید متقارن را محدود کنید.
• اگر پس از تکمیل طرح (سبز شدن ویژگی‌ها) در مورد اعتبار آن شک دارید، کادر محاوره‌ای Sketcher را ببندید و از Validate sketch استفاده کنید.

جمع‌بندی

کتیا  یک نرم‌افزار قوی است که رویکردهای مختلفی را در طراحی و توسعه محصولات در بر می‌گیرد و کاربران را قادر می‌سازد از ابزارهای پیشرفته استفاده کنند.

این نرم‌افزار، دستورات و ابزارهای پیشرفته؛ اما در عین حال ساده‌ای را ارائه می‌دهد که به راحتی توسط مهندسان، طراحان و معماران قابل درک است و به عنوان یک ابزار مدل‌سازی قوی، برای طراحی سازه‌ها و مدل‌های پیچیده مناسب‌ترین گزینه است.

تسلط بر انواع رابط کاربری و محیط Sketcher  کتیا دنیایی از امکانات طراحی را در اختیار شما قرار می‌دهد.

با درک اهمیت Sketcher و قابلیت‌های آن، می‌توانید گردش کار خود را ساده‌تر کنید، دقت طراحی را بهبود ببخشید و ایده‌های نوآورانه خود را به واقعیت تبدیل کنید.

این مورد به عنوان  یک مهارت به پیشرفت شغلی و چشم‌انداز آینده شما کمک می‌کند و همچنین به ارزش حرفه طراحی شما می‌افزاید.