Tento článek se váže k tématu Kopírování objektu podél křivky (viz http://www.catia-forum.cz/forum/topic.php?topic_id=176). Uživatel se v něm ptal na možnost vytvoření opakované geometrie, která by se řídila obecnou křivkou ležící v obecné ploše. Konkrétně se jednalo o "vyšití" švu (stehu) na látce, které by se co nejvíce podobalo skutečnosti. V diskusi se psalo o několika možnostech. Jednou z nich bylo použití Law editoru, kde se pomocí fce Sweep (s referenční plochou) vytvořila plocha, jejíž jedna hranice se periodicky vynořovala a znovu zanořovala do pomyslné látky (ref. plochy), a po této hranici se protáhl druhý kruhový Sweep - vlastní nit. Řešení velice efektivní a navíc plně parametrické (změna tvaru látky a průběh švu se ihned promítlo do výsledného švu), ale výsledek se skutečnému tvaru příliš nepodobal. Mne napadlo zkusit tento problém vyřešit makrem a rád bych tu dnes celé řešení uveřejnil.

Popis geometrie

Požadavek na tvar stehu byl popsán jako "váleček", který má šté konce, tedy něco jako je na obrázku. Celý steh by měl ležet vně látky a konce by se do ní měly zanořovat (nebo alespoň nevyčnívat). První problém tedy byl vymyslet, pomocí kterých funkcí se geometrie vytvoří. Pokud totiž používame v makru funkci, u které je třeba při její definici vybírat i směry a orientace (je více možností, jak se plocha vytvoří), nikdy dopředu nevíme, kterou možnosti si makro vybere. Takže jsem se snažil použít co možná nejjednodušší funkce. Pro středovou část stehu jsem zvolil Sweep s kruhovým profilem, definovaný limitní křivkou a tangentní plochou (úhly 0 a 360°). Už i tady jsou ale dvě možnosti, jak se může Sweep vytvořit - nad nebo pod plochou (látkou). V tomto příkladu jsem možnost uživatele zvolit si orientaci nijak neřešil. Sweep se vytvoří na té straně, kam směřuje normála - to lze dopředu zkontrolovat.
Začátek o konec stehu je vytvořen jako Blend, kdy jsou spojeny dva kruhové profily a jeden z profilů je tangentně napojen na již vytvořený Sweep. Bylo tedy třeba nadefinovat tyto dva (čtyři) profily. První z nich, ten menší, je vytvořen funkcí Circle (bod, rovina kolmá na řídící křivku procházející tímto bodem jako support a rádius). Druhý profil by se dal normálně vzít z hraniční křivky Sweepu, ale podstrčit makru tuto křivku (což je Brep element) je skoro nemožné. Takže jsem druhý profil vytvořil jako průsečík další roviny a Sweepu - opět se vytvořila kružnice.
Teď už jen zbývá popsat, jak se vytvořily body, ve kterých jsou tyto roviny a které zároveň určují limity (délku) Sweepu.
Jak jsem již psal, vstupem pro steh je jedna křivka ležící na ploše. My na této křivce musíme nejdříve nadefinovat vždy čtyři body, které určují právě jeden steh:

• 1. bod - počáteční malý profil prvního Blendu (Circle)
• 2. bod - počátek Sweepu (1. limit), rovina (support) pro druhý profil prvního Blendu
• 3. bod - konec Sweepu (2. limit), rovina (support) pro první profil druhého Blendu
• 4. bod - koncový profil druhého Blendu (Circle)

Určení počtu vytvořených stehů

Vzdálenosti jednotlivých bodů se počítají z uživatelem zadaných hodnot na počátku běhu makra. Každý další počáteční bod stehu se pak vytvoří ve vzdálenosti součtu všech dílčích vzdáleností (délka Sweepu, délka Blendů, rozteč stehů). Abychom stehy nedělali donekonečna, změříme si na začátku křivku a počítáme vzdálenost od počátku křivky, ve které je nově vytvářený bod. Jakmile se dostaneme na konec křivky, ukončíme smyčku pro tvorbu jednotlivého stehu, spojíme všechny tři plochy do Joinu a ten vložíme jako jednu mrtvou plochu do předem připraveného geometrického setu, obarvíme ji a přesuneme do nějaké hladiny. Nakonec vybereme všechnu pomocnou geometrii (body, roviny, profily) a smažeme je. Stehy tedy nejsou parametrické, ale pokud by se vynechala část kódu s "umrtvením" a smazáním pomocné geometrie, samozřejmě by parametrické byly. Pak by ale model poměrně hodně datově narostl, proto se mi tato možnost zdá být výhodnější.

Možné chyby

Při běhu makra může nastat několik chyb. Nejpravděpodobnější z nich bude případ, kdy se některá z ploch nevytvoří v důsledku "složitosti" vstupu, tj. Sweep nebo Blend se překroutí. V tu chvíli makro skončí a steh se nevyšije celý. Další chybou může být to, že se steh začne tvořit na druhé straně, než bychom potřebovali. Pokud ale víme, že se steh vytvoří na straně normály plochy (látky), můžeme si normálu předem otočit.

Videoukázka

Na závěr se můžete ve videoukázce podívat, jak makro "šije" v praxi. Pokusil jsem se namodelovat dva kusy látky, které budeme sešívat dvěma paralelními stehy. Pro větší názornost je každý steh vyšitý s jinými parametry.


Poslední částí článku je kompletní výpis zdrojového kódu v CATScriptu.

Poznámka:
Makro bylo testováno na V5 R19 SP3. Pro správný běh je požadována licence HD2 (MD2 + GSD). Rychlost šití stehu závisí na vstupních parametrech a není možné jako vstup použít spojitou křivku.

Zdrojový kód

Dim oPart As Part

Dim oHB As HybridBody

Dim oHSF As HybridShapeFactory

Dim oRefCurve, oRefStartPoint As Reference

Dim oSPAWB As SPAWorkbench

Dim oMeasurable As Measurable

Dim StichLength, Pitch,  StartEnd, YarnDiam, CurveLength, TotalDistance As Double



Sub CATMain()

   Set oActiveDocument = CATIA.ActiveDocument

   Set oSelection = oActiveDocument.Selection

   Set oPart = oActiveDocument.Part



   Dim Filter(0)

   Filter(0) = "MonoDim"

   Status = oSelection.SelectElement2(Filter, "Vyberte osu stehu...", False)

   If Status = "Cancel" Then

      Exit Sub

   End If

   

   Set oRefCurve = oPart.CreateReferenceFromObject(oSelection.Item(1).Value)

   oSelection.Clear()



   Filter(0) = "BiDim"

   Status = oSelection.SelectElement2(Filter, "Vyberte podkladovou plochu stehu...",  alse)



   If Status = "Cancel" Then

      Exit Sub

   End If



   Set oRefSurface = oPart.CreateReferenceFromObject(oSelection.Item(1).Value)

   oSelection.Clear()

   

   'zadani vstupnich hodnot

   StichLength = CSng(InputBox("Zadejte delku stehu", "Delka", "10"))

   StartEnd = CSng(InputBox("Zadejte delku pocatku/konce stehu...", "Pocatek/Konec",  3))

   Pitch = CSng(InputBox("Zadejte vzdalenost mezi stehy...", "Roztec", "0,5"))

   YarnDiam = CSng(InputBox("Zadejte prumer nite...", "Nit", "0,5"))

   ' vytvorime set

   Set oHB = oPart.HybridBodies.Add()

   oHB.Name = "Stehy"



   Set oHSF = oPart.HybridShapeFactory



   Set oPoint = oHSF.AddNewPointOnCurveFromPercent(oRefCurve, 0, True)

   oHB.AppendHybridShape(oPoint)



   oPart.Update()

   

   'zmerime delku krivky

   Set oSPAWB = oActiveDocument.GetWorkbench("SPAWorkbench")

   Set oMeasurable = oSPAWB.GetMeasurable(oRefCurve)



   TotalDistance = 0

   CurveLength = oMeasurable.Length



   Set oRefStartPoint = oPart.CreateReferenceFromObject(oPoint)

   

   'smycka pro vysiti vsech stehu

   Do Until TotalDistance > CurveLength - StichLength

      ' 1. krok - pocatecni profil

      Set oStartPoint = oHSF.AddNewPointOnCurveWithReferenceFromDistance(oRefCurve, oRefStartPoint, TotalDistance + Pitch, 1)

      oHB.AppendHybridShape(oStartPoint)



      Set oRefPoint = oPart.CreateReferenceFromObject(oStartPoint)

      Set oStartPlane = oHSF.AddNewPlaneNormal(oRefCurve, oRefPoint)

      oHB.AppendHybridShape(oStartPlane)



      Set oRefSupport = oPart.CreateReferenceFromObject(oStartPlane)

      Set oStartProfile =  oHSF.AddNewCircleCtrRad(oRefPoint, oRefSupport, True, 0.02)

      oHB.AppendHybridShape(oStartProfile)

   

      oPart.Update()

   

      ' 2/1. krok - sweep

      Set oFullThickStartPoint = oHSF.AddNewPointOnCurveWithReferenceFromDistance(oRefCurve, oRefStartPoint,TotalDistance + Pitch + StartEnd, 1)

      Set oFullThickEndPoint = oHSF.AddNewPointOnCurveWithReferenceFromDistance(oRefCurve, oRefStartPoint,   TotalDistance + Pitch + StichLength - StartEnd , 1)

      oHB.AppendHybridShape(oFullThickStartPoint)

      oHB.AppendHybridShape(oFullThickEndPoint)

   

      Set oRefPoint1 = oPart.CreateReferenceFromObject(oFullThickStartPoint)

      Set oRefPoint2 = oPart.CreateReferenceFromObject(oFullThickEndPoint)

      Set oSweep = oHSF.AddNewSweepCircle(oRefCurve)

      oSweep.Mode = 9

      oSweep.Reference = oRefSurface

      oSweep.SetRadius 1, YarnDiam

      oSweep.SetAngle 1, 0

      oSweep.SetAngle 2, 360

      oSweep.SetRelimiters oRefPoint1, 0, oRefPoint2, 1

      oHB.AppendHybridShape(oSweep)

   

      oPart.Update()

 

      'krok 2/2. - pocatek a konec sweepu

      Set oRefPoint = oPart.CreateReferenceFromObject(oFullThickStartPoint)

      Set oFullThickStartPlane = oHSF.AddNewPlaneNormal(oRefCurve, oRefPoint)

      oHB.AppendHybridShape(oFullThickStartPlane)



      Set oRefPoint = oPart.CreateReferenceFromObject(oFullThickEndPoint)

      Set oFullThickEndPlane = oHSF.AddNewPlaneNormal(oRefCurve, oRefPoint)

      oHB.AppendHybridShape(oFullThickEndPlane)

 

      oPart.Update()



      Set oRef1 = oPart.CreateReferenceFromObject(oSweep)

      Set oRef2 = oPart.CreateReferenceFromObject(oFullThickStartPlane)

      Set oRef3 = oPart.CreateReferenceFromObject(oFullThickEndPlane)

   

      Set oFullThickStartProfile = oHSF.AddNewIntersection(oRef1, oRef2)

      oHB.AppendHybridShape(oFullThickStartProfile)    



      Set oFullThickEndProfile = oHSF.AddNewIntersection(oRef1, oRef3)

      oHB.AppendHybridShape(oFullThickEndProfile)



      oPart.Update()



      '3. krok - koncovy profil

      Set oEndPoint = oHSF.AddNewPointOnCurveWithReferenceFromDistance(oRefCurve, oRefStartPoint, TotalDistance + Pitch + StichLength, 1)  

      oHB.AppendHybridShape(oEndPoint)



      Set oRefPoint = oPart.CreateReferenceFromObject(oEndPoint)

      Set oEndPlane = oHSF.AddNewPlaneNormal(oRefCurve, oRefPoint)

      oHB.AppendHybridShape(oEndPlane)



      Set oRefSupport = oPart.CreateReferenceFromObject(oEndPlane)

      Set oEndProfile =  oHSF.AddNewCircleCtrRad(oRefPoint, oRefSupport, True, 0.02)

      oHB.AppendHybridShape(oEndProfile)



      oPart.Update()



      '4. krok - spojeni profilu

      Set oRefCurve1 = oPart.CreateReferenceFromObject(oFullThickStartProfile)

      Set oRefCurve2 = oPart.CreateReferenceFromObject(oStartProfile)

      Set oRefSupport = oPart.CreateReferenceFromObject(oSweep)

   

      Set oBlend1 = oHSF.AddNewBlend()

      oBlend1.SetCurve 1, oRefCurve1

      oBlend1.SetCurve 2, oRefCurve2

      oBlend1.SetSupport 1, oRefSupport

      oBlend1.SetContinuity 1, 1

      oBlend1.SetOrientation 1, 1

      oBlend1.Coupling = 1

      oBlend1.SetTransition 1, -1

      oBlend1.SetTrimSupport 1, 1

      oBlend1.SetBorderMode 1, 1



      oHB.AppendHybridShape(oBlend1)



      Set oRefCurve1 = oPart.CreateReferenceFromObject(oFullThickEndProfile)

      Set oRefCurve2 = oPart.CreateReferenceFromObject(oEndProfile)

   

      Set oBlend2 = oHSF.AddNewBlend()

      oBlend2.SetCurve 1, oRefCurve1

      oBlend2.SetCurve 2, oRefCurve2

      oBlend2.SetSupport 1, oRefSupport

      oBlend2.SetContinuity 1, 1

      oBlend2.SetOrientation 1, 1

      oBlend2.Coupling = 1

      oBlend2.SetTransition 1, 1

      oBlend2.SetTrimSupport 1, 1

      oBlend2.SetBorderMode 1, 1

  

      oHB.AppendHybridShape(oBlend2)

   

      oPart.Update()

   

      Set oRef1 = oPart.CreateReferenceFromObject(oBlend1)

      Set oRef2 = oPart.CreateReferenceFromObject(oBlend2)



      Set oJoin = oHSF.AddNewJoin(oRefSupport, Nothing)

      oJoin.AddElement(oRef1)

      oJoin.AddElement(oRef2)

      oJoin.SetConnex(0)

      oJoin.SetManifold(1)

      oJoin.SetSimplify(0)

      oJoin.SetSuppressMode(0)

      oJoin.SetDeviation(0.1)

      oJoin.SetAngularToleranceMode(0)

      oJoin.SetAngularTolerance(0.5)

      oJoin.SetFederationPropagation(0)

   

      oHB.AppendHybridShape(oJoin)



      oPart.Update()

      

      'vytvoreni mrtve plochy

      Set oRefDatum = oPart.CreateReferenceFromObject(oJoin)

      Set oDatum = oHSF.AddNewSurfaceDatum(oRefDatum)

      oHB.AppendHybridShape(oDatum)

      oHSF.DeleteObjectForDatum(oRefDatum)

      

      'vlozime mrtvou plochu Do modelu a presuneme ji Do hladiny 999

      oSelection.Add(oDatum)

      oSelection.VisProperties.SetLayer catVisLayerBasic, 999

      oSelection.Clear()



      oPart.Update()



      ' smazani docasnych elementu

      oSelection.Add(oHB)

      oSelection.Search(". - Layer=999, sel")

      oSelection.Delete()

   

      'celkova delka stehu

      TotalDistance = TotalDistance + StichLength + Pitch

Loop



End Sub