Tuning AutoCAD
Parametrisch ontwerpen voor AutoCAD

Door Gerard en Kurt IJzermans

Regelmatig weet Autodesk de gebruikers van AutoCAD te verrassen met een nieuwe ontwikkeling. In AutoCAD 2010 geldt dit onmiskenbaar voor de voorziening voor parametrisch tekenen. Deze aflevering van ‘Tuning AutoCAD’ gaat in op de mogelijkheden van parametrisch tekenen en hoe deze kunnen worden toegepast. Vooralsnog is parametrisch tekenen in AutoCAD beperkt tot het 2D-gebeuren, maar het is een kwestie van tijd dat het ook op 3D-objecten kan worden toegepast.

Afbeelding 1. Schetsontwerp

Afbeelding 2. Tabblad ‘Parametric’.

Parametrisch tekenen kan worden gezien als een methode om relaties vast te leggen tussen de variabelen van een geometrisch model, en wel zo dat als de waarde van een variabele verandert, het hele model mee verandert terwijl de voorwaarden van de relaties gehandhaafd blijven. Deze methode wordt vooral toegepast in de ontwerpfase en biedt daarmee de mogelijkheid dat het ontwerp bij het experimenteren of het aanbrengen van wijzigingen aan bepaalde eisen blijft voldoen. Dit betekent dat wijzigingen in objecten waarop zo’n relatie van toepassing is, kunnen leiden tot automatische wijzigingen in andere objecten. Bij het parametrisch tekenen worden deze relaties aangeduid als ‘constraints’.

AutoCAD 2010 kent twee verschillende soorten con-straints: geometrische constraints en maatvoering con-straints. In geometrische constraints, of zoals ze in AutoCAD heten ‘Geometric constraints’, kunnen relaties tussen objecten worden beheerd. Zo kan bijvoorbeeld worden vastgelegd dat twee lijnen evenwijdig aan elkaar moeten blijven. Met maatvoering constraints (‘Dimension constraints’) kan dit gedaan worden voor maatvoeringsvariabelen zoals de maat, hoek en de straal. Als zo’n maatvoeringsconstraint is toegepast, kan bijvoorbeeld de grootte van het object eenvoudig worden gewijzigd door de gewenste waarde van de maat in te typen. Omwille van de omvang van het artikel beperken wij ons in deze aflevering tot de geo-metrische con­straints.

Werkwijze
Door gebruik te maken van parametrische func­tionaliteit, kan bijvoorbeeld wor­den gestart met een eenvoudige ‘schets’ van de contouren van het te ontwerpen object. Afmetingen en verhoudingen zijn in dit stadium nog niet van belang, zie afbeelding 1. Wel kan de figuur het beste in een polylijn worden opgezet.
Als eerste worden de belangrijkste geometrische relaties vastgelegd met geometrische constraints. Door in de ribbon op het tabblad ‘Parametric’ te klikken wordt toegang verkregen tot de tools voor parametrisch tekenen, zie afbeelding 2.
Midden op het paneel ‘Geometric’ is een twaalftal iconen te zien, de geometrische constraints waarmee de relaties tussen onderdelen van een object kunnen worden toegekend. In tabel 1 zijn de geometrische constraints toegelicht.

Het gebruik van geometrische constraints is in afbeelding 3 aan de hand van een drietal afbeeldingen toegelicht. Voor het tekenen van de rechthoeken a, b en c is gebruik gemaakt van het commando ‘Rectangle’. Voor het aanpassen van de afmetingen van rechthoek ‘a’ kan in de klassieke versies van AutoCAD bijvoorbeeld het commando ‘Stretch’ worden toegepast. Om de breedte van deze eenvoudige figuur te wijzigen moeten achtereenvolgens na het activeren van het commando een selectie worden gemaakt met een ‘Crossing window’ en een punt worden aangeklikt dat verplaatst moet worden. Als ook de hoogte moet worden gewijzigd, moet de hele cyclus nog eens worden herhaald. Al met al een aanmerkelijk aantal handelingen voor een simpele bewerking van een eenvoudige figuur. In een complexere afbeelding kan dit aantal aanzienlijk oplopen. In rechthoek ‘b’ zijn ‘Parallel constraints’ aan de zijden van de rechthoek toegekend. Deze zorgen ervoor dat het kenmerk dat in een rechthoek de overliggende zijden evenwijdig aan elkaar zijn, gehandhaafd blijft. Maar afbeelding 3b laat ook zien dat nog niet aan alle eisen van een rechthoek is voldaan. Daarvoor ontbreekt nog een parameter, die van de hoeken; deze moeten recht zijn. Hieraan wordt voldaan als aan één hoek een ‘perpendiculaire constraint’ wordt toegekend, zie rechthoek ‘c’. Deze staat er borg voor dat de hoek 90 graden blijft en waardoor, samen met de ‘Parallel constraints’, ook de andere hoeken 90 graden blijven. Na het toekennen van de constraints is het aantal handelingen voor het bewerken van de rechthoek aanzienlijk teruggebracht.

Constraints toekennen
Geometrische constraints worden overwegend aan twee elementen toegekend. Het eerste element dat geselecteerd wordt is leidend, het tweede volgend. Dit betekent bijvoorbeeld dat als een ‘is gelijk constraint’ wordt toegekend aan twee lijnen die niet even lang zijn, de als tweede geselecteerde lijn de lengte overneemt van de eerste. Zo wordt in afbeelding 4b lijn l2 in eerste instantie even lang als lijn l1. Beide lijnen zijn vervolgens met een ‘co-lineaire constraint’ in elkaars verlengde gebracht.

Afbeelding 4. ‘Geometric constraints’ toekennen.

In verschillende afbeeldingen is te zien dat het toekennen van constraints van invloed is op de geometrie. Deze is met andere constraints weer in de gewenste vorm te brengen. Om te voorkomen dat de positie van de geometrie in het coördinatenstelsel verloopt, wordt met een ‘fixeer constraint’ de afbeelding in een punt vastgelegd. Tevens wordt, om een mogelijke rotatie van de figuur te voorkomen, met een ‘horizontale constraint’ een lijn parallel aan de x-as gelegd. De afbeeldingen 4d, 4e en 4f laten voorbeelden zien van toepassingen van geometrische constraints om de geometrie in de gewenste vorm te brengen. Het ontwerp voldoet voor wat betreft de afmetingen nog niet aan de wensen/eisen. In een volgende aflevering zal hier met het toekennen van ‘maatvoering constraints’ een vervolg aan worden gegeven.

Afbeelding 5. Conflict in constraints.

In afbeelding 4c is met een ‘samenvallende constraint’ het begin- en het eindpunt van de polylijn samengevoegd. Het boog- en het lijnsegment blijven hierdoor aan elkaar gekoppeld bij de verdere parametrische bewerkingen. Om een wirwar van constraints te voorkomen, word de samenvallende constraint met een blauw blokje gemarkeerd. Het icoon is alleen zichtbaar als de cursor eroverheen wordt bewogen. Als bij het toekennen van een constraint een conflict dreigt met een of meer eerder toegekende constraints, geeft AutoCAD hiervoor een waarschuwing, zie afbeelding 5.

Afbeelding 6. Opties voor een conflicterende bewerking.

Verdere bewerking
Ook al zijn in een tekening constraints toegepast, deze hoeven verdere bewerking van de geometrie niet in de weg te staan. Een bewerking die een conflict veroorzaakt met één of meer constraints, wordt door AutoCAD onderkend en gemeld, zie afbeelding 6. Daarbij wordt de mogelijkheid geboden de constraints voor de bewerking tijdelijk los te laten, ‘Relax the constraints’ of de door de constraints opgelegde beperkingen te handhaven, ‘Maintain the constraints’.
Bij de keuze voor het tijdelijk los laten van de constraints, kan de bewerking worden uitgevoerd, maar worden de conflicterende constraints verwijderd. De keuze om de constraints gedurende de bewerking te handhaven, leidt vrijwel altijd tot een onvoorspelbare uitwerking op de vorm van de geometrie. Het bewerkingscommando kan via de ‘Cancel-toets’ worden afgebroken. Als een bewerking van het model door een constraint wordt belemmerd, kan deze constraint ook worden verwijderd via de optie ‘Delete’ van het menu dat verschijnt als de constraint met de rechtermuistoets wordt aangeklikt, zie afbeelding 7. De constraint kan ook worden verwijderd door de ‘Delete-toets’ te bedienen als de cursor over de constraint wordt bewogen.

Afbeelding 7. Constraints bewerken.

Iconen manipuleren
Een grote hoeveelheid constraint-iconen in een tekening kan al snel als hinderlijk worden ervaren bij verdere bewerking. Het menu van afbeelding 7 laat de optie ‘Hide’ zien via welke de geselecteerde iconen kunnen worden verborgen. Via de optie ‘Hide All Constraints’ worden alle iconen verborgen die in de tekening zijn toegepast, dus ook de iconen van constraints die zich bijvoorbeeld in andere aanzichten bevinden. De verborgen iconen kunnen weer zichtbaar worden gemaakt met de optie ‘Show All’ op het ‘Geometric’ paneel van de ribbon, zie afbeelding 2. Hier zijn ook opties om iconen één voor één zichtbaar te maken, ‘Show’, en om alle iconen te verbergen, ‘Hide All’. Een enkel icoon of een cluster iconen kan ook worden verborgen. Klik hiervoor op de ‘X’ die in een vlakje ernaast of eronder verschijnt als de cursor over een icoon wordt bewogen, zie afbeelding 8. Iconen die in de weg staan kunnen met ingedrukt gehouden selecteertoets worden versleept.
Het paneel ‘Geometric’ van de ribbon laat tot slot ook nog een optie ‘Auto Constrain’ zien, zie afbeelding 2. Dit is een handige knop om in een ontwerp snel een aantal logische geometrische constraints aan te brengen. AutoCAD doet dit automatisch op basis van de geometrie. Het aantal automatisch toegekende constraints zal echter vrijwel nooit helemaal dekkend zijn. De ontwerper houdt hierin gelukkig het laatste woord.
Alleen al op basis van de geometrische constraints kan de conclusie worden getrokken dat de uitbreiding van AutoCAD met parametrisch tekenen een geweldige ontwikkeling is. Deze nieuwe voorziening biedt interessante mogelijkheden voor het ontwerpproces. De maatvoering constraints waarop we in de volgende aflevering ingaan, kunnen al niets afdoen aan het gemak dat de geometrische constraints bieden.

Gerard en Kurt IJzermans zijn freelance redacteuren van CAD-Magazine.
Voor eventuele vragen en/of opmerkingen over dit artikel zijn de auteurs
bereikbaar per e-mail: g.w.ijzermans@gmail.com.
Voor meer informatie over dit onderwerp zie: www.autodesk.nl.

Afbeelding 8. Iconen verbergen.