2023年10月13日 星期五

FreeCAD使用簡介(009) 相當堪用的組裝模組


使用Assembly4工作區模組來試試組裝功能


最早在Assembly4剛推出時,在0.18版底下跑這個模組會無法正常動作。直到進入0.19版後這個問題才有改善。要加入這個模組的話,請先確認FreeCAD的版本要在0.19之後。(譯註:以下的說明則是使用最新的0.21版,方法上基本上也是大同小異)


這裡也要使用之前介紹過的多實體組裝模型的元件來當例子。程序上是新建一個檔案,然後再進入Assembly4工作區,如圖7所示。


圖7 進入Assembly4工作區的樣子,可以窺見多了組裝專用的指令



那麼進入這個工作區後,該從哪個指令開始呢?順帶一提,如果按下視窗右上角的黃色圖示指令「建立新元件(Create part)」,就會出現建立新元件的視窗。



接著在指令列的第二排最左邊,找到並按下「建立新組合件(New Assembly)」。


圖8 建立新元件與新組合件



接著就會在左邊的複合頁面(Combo View)的模型樹中看到有「Parts」與「Assembly」同時出現。如果展開Assembly的話,就會出現坐標系統(LCS_Origin)或限制條件(Constraints)等等組裝要素。接下來就請先這個檔案命名為「Assy」儲存起來。


繼續準備進一步的組裝流程


接下來,就要來準備構成組合件的元件了。請直接在上述存檔完之後,點選「建立新檔案(New)」指令,就會像圖9那樣在模型樹與分頁中看到增加了新檔案。此時因為還沒給這個新檔案命名,所以名稱就預設為「Unnamed1」。


圖9 建立新檔案



所謂的「啟動(Active)」狀態,就是在模型樹中的檔案名稱會變成粗體黑字。只要雙擊點選模型樹中的檔名,就會讓該檔案切換成「啟動」狀態。接下來也要在這個新開的檔案中建立新的元件與組合件,方法如同上述,就不重複了。


此時這個檔案還是的空檔案,所以這裡把前面在多實體組裝中使用過、長得有點像螺絲的幾何形狀讀取進來。要讀取別的檔案的幾何形狀的方法,也跟之前的多實體組裝一樣,點選最上方的指令列[File]>[Merge Project],就能將實體(Body)抓進來(如圖10)。


圖10 讀取其他檔案的幾何實體



如上圖,會在模型樹的unnamed1底下看到出現了Body的項目、也在右邊的繪圖區看到了幾何實體。再來則是要將這個實體(Body)拖拉到Assembly底下,成為Assembly的一部分(如圖11)。


圖11 將Body拉到Assembly底下



請在這個狀態下把這個新檔案儲存為「Part1」。使用同樣的方式,把多實體組裝中使用的類似基座的元件幾何形狀讀取進來,並儲存為「Part2」(圖12)。


圖12 將第二元件的幾何也讀進來,並儲存為「Part2」



再來如果啟動(Active)Assy這個檔案,就會發現右端的繪圖區空空如也,完全看不到相關元件(前面建立的part1、part2),但這是正確的狀態。這個階段只不過只是做好組合的準備而已。


正式組裝


在啟動Assy這個檔案後,再點選「加入元件(Insert Part)」(圖13)


圖13 指令:將元件加入組合件



然後在跳出來的「Insert Part」視窗中點選「Unnamed1#Assembly」(譯註:這裡很有趣,並沒有出現儲存好的檔案名稱part1或part2,而是未命名前的名稱,應該是bug),然後再按下[Insert],然後在「Place Linked Part」視窗中的Attach to選項中選擇[Parent Assembly]後,再按下[OK],即可(圖14)。


圖14a 可加入組裝的元件選單



14b 放置元件



然後就順利將part1(unnamed1)組進Assy中了(圖15)。


圖15 part1組裝成功




然後再用同樣的程序,將part2(unnamed2)組裝進來。


圖16 part2也組裝成功



都組裝進來以後,也會像是多實體組裝的例子一樣,兩個元件是重合干涉的狀態,這裡就先放著,進行其他的設定。


在Assembly4當中,目前似乎是無法靠「貼合(Mate)」的方式來組裝,而在官方的教學影片中,也是介紹使用座標系(LCS)的方式來組裝,所以以下就參照其方式來組裝看看。


因此我們必須先在part1中加入新的座標系,使用的指令為[在元件中加入新的坐標系(Create a new Coordinate System in a Part)](圖17)


圖17 加入新座標系



然後替新的座標系取個簡明易記的名字(圖18)。


圖18 替座標系命名



接著就是設定座標系該如何擺放(圖19)


圖19 設定座標系的位置



如同上圖一樣,新座標系是要設定在比較細的圓柱上。所以在左邊任務視窗(Tasks)中的第一個參照[Reference1]項目中點選細圓柱的圓邊。再來則是貼附模式(Attachment mode)中選擇「同心(Concentric)」。而下方的貼附偏移(Attachment Offset)欄位中,可以設定新座標系要相對於現有座標系偏移多少距離或旋轉角度。這裡通通接受預設值,再按下上方的[OK]即完成設定。


然後就會在模型樹中看到這個Axis1的座標系出現了(圖20)。


圖20 新座標系完成



依類似的方法,可以在part2也加入新座標系。(圖21)


圖21 part2上建立新座標系



再來在模型樹中選取Assy檔案將之啟動(Active)起來。然後點選part1(unnamed1)或part2(unnamed2)後,執行指令列中的[編輯元件的位置(Edit Placement of a Part)](圖22)


圖22 編輯元件的位置



然後在任務視窗中選取新建立好的座標系(Axis1),再調整座標軸轉向,就能調整到想要的組裝位置上。(圖23)


圖23 調整組裝座標系的軸向


在part1與part2兩個檔案都開啟的狀態下,如果去修改這兩個元件,組合件也會隨之更新(圖24)


圖24 組合件會跟著元件單體更新




以上就簡單介紹完組裝工作區模組的使用方式,其實已經非常夠用了。


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