Seznámení s CAD software CATIA V5

1. Úvod
   • Stručně o CATIA
   • Spuštění
2. Pohyb s modelem
3. Lišty s panely nástrojů
   • Spuštění funkce
   • Panel Standard
   • Panel View
   • Panel Graphic Properties
4. Hierarchický strom
   • Jak pracovat se stromem
   • Aktivní dokument
   • Výběr objektu
5. Kompas
6. Ukládání dat

Úvod

Obsahem tohoto manuálu by mělo být seznámení s CAD programem CATIA V5 a jeho základními a asi nejvíc používanými moduly, jimiž jsou

• Sketcher - skicář
• Part design - solidy, objemové modelování
• Assembly Design - sestavy, scény
• Shape - 3D plochy a křivky
• Drafting - výkresy a tisk

- tedy základní moduly, které používá asi největší množství uživatelů. Časem budou přibývat i manuály k dalším modulům, např. kinematika či FEM. Manuál nemusí vždy přesně popisovat jednotlivé funkce, vychází spíše z praktických zkušeností. Je určen jak úplným začátečníkům (myšleno CATIA začátečníkům, ne CAD začátečníkům), kteří se pokouší namodelovat svůj první model, tak i zkušeným konstruktérům, kteří zde mohou nalézt užitečné postřehy.

Stručně o CATIA

CATIA je velmi obsáhlý CAD software společnosti Dassault Systemes, existuje ve třech platformách P1, P2 a P3. Ve většině případů je provozována na platformě Windows (zažil jsem ji i na Unixu), existuje jak ve 32-bitové, tak i ve 64-bitové verzi. Jazykové mutace existují, ale česká lokalizace bohužel ne. Máme tedy na výber z angličtiny, němčiny, francouzštiny, ruštiny a několika dalších východních jazyků.
Prozatím se nebudeme zaobírat instalací ani nastavením jednotlivých prostředí, budeme vycházet ze základního (defaultního) nastavení programu.

Hned ze začátku bych rád uvedl, že CATIA je, jako každý takto obsáhlý CAD software, chráněna autorskými právy. Předpokládáme tedy, že pracujete s legální instalací (ať již ve škole či v práci).

Spuštění CATIA

Program spustíme klasickým způsobem - poklikáním na ikonu na ploše nebo z nabídky Start. Ve většině velkých firem jsou k dispozici tzv. startery, které umožňují spustit různé verze programu s různým nastavením a atributy (např. každá automobilka má svoje specifické nastavení). Po spuštení programu v základním nastavení se otevře prázdná sestava (assembly) nebo jen samotná CATIA. V horní části je běžné roletové menu s následujícími sekcemi.

• Start - spouštění jednotlivých modulů CATIA
• ENOVIA V5 VPM - PDM databáze Dassaultu
• File - Otvírání souborů nových/ze šablon, ukládání, tisk, odeslání dat na email (do adresáře)
• Edit - Undo/Redo, Copy/Paste, hledání, výběrové sety, vazby mezi soubory (linky)
• View - nastavení zobrazování, nastavení ovládacích lišt
• Insert - vyvolání všech dostupných funkcí zvoleného modulu
• Tools - nástroje, každý modul má dostupné jiné nástroje
• Window - rozdělení oken, je-li jich otevřeno více
• Help - nápověda

Ovládání programu si nejlépe vyzkoušíme na nějakém konkrétním příkladu. Proto jsem pro vás připravil jednoduchý model, se kterým si zkusíte pohybovat, měnit jeho grafické vlastnosti, pracovat s kompasem apod.

Zde můžete stáhnout model házecí kostky die_cube.CATPart, který si ihned můžete otevřít ve vaší CATII a začít zkoušet. Po otevření modelu se CATIA automaticky přepne do modulu PartDesign. Tomu se sice budeme věnovat až v dalších kapitolách, ale pro vyzkoušení základních funkcí zatím není třeba nic víc znát.

↑ Nahoru

Pohyb s modelem

Předpokládáme, že se vám úspěšně podařilo otevřít model s kostkou a můžeme tedy pokročit a předvést si 3 základní možnosti, jak s modelem jednoduše pohybovat. Je to:

• Posun (Move) (nahoru, dolů, vlevo, vpravo) - při stisknutí a držení prostředního tlačítka myši se kurzor změní na čtyřosý (někdy až po malém pohnutím s myší) kříž. Pohybem myši za současného držení tlačítka můžeme s modelem pohybovat.
• Přiblížení, Oddálení (Zoom) - stiskneme a podržíme prostřední tlačítko a pak klikneme na levé nebo pravé (je to jedno). Kurzor se změní na svislý dvouosý kříž. Pohybem myši dopředu a dozadu se model bude přibližovat nebo oddalovat.
• Otáčení (Rotate) - stiskneme a podržíme prostřední tlačítko a pak stiskneme a držíme levé nebo pravé (opět na tom nezáleží). Na pracovní ploše se vykreslíí kružnice tenkou oranžovou přerušovanou čarou. Pohybem myši lze modelem otáčet. Ze začátku to chce trochu cviku, ale není to těžké. Určitě se to rychle naučíte.

Existují i jiné způsoby, jak pohybovat modelem (Fly, walk), funkce pro to určené jsou k dispozici v panelu View, který je podrobně popsán hned v další části.
Jinou možností pro pohyb s modelem je použití speciálních polohovacích zařízení - SpaceMouse, SpacePilot. Těmi lze s modelem pohybovat/otáčet současně ve všech směrech/osách.

↑ Nahoru

Lišty s panely nástrojů

Po stranách pracovní plochy se nalézají lišty s panely nástrojů. Většinou je jich v každém modulu tolik, že se do lišt nevejdou a některé z nich jsou skryté. Poznáme to tak, že za posledním pravým spodním, resp. spodním pravým panelem je slabá (opravdu slabá) dvojitá šedá šipka. Když ji myší vytáhneme do prostoru, vytáhneme tím první skrytý panel. Tak to půjde dál, dokud nějaké skryté panely budou.
Další úskalí číhá v rozbalitelných panelech - jsou to ty, které mají u některé z ikonek černou šipku. V podstatě se pod ikonou skrývá celý další panel, který se dá vytáhnout, pokud jej myší chytíme za slabou šedou vodorovnou/svislou čárku, která se objeví při rozbalení panelu.
Pozice panelů je jinak naprosto nevyzpytatelná a i když se dá zamknout, stejně si panely dělají co chtějí. Pokud se vám takzvaně rozhází, pravým tlačitkem na některým z nich vybereme možnost Customize a dále pak na záložce Toobars klikneme na možnost Restore positions. Panely se tím vrátí do celkem rozumného stavu.

Spuštění funkce

Funkci spustíme kliknutím na její ikonu v panelu nástrojů. Většina funkcí je dostupných jak v panelech nástrojů, tak v horním roletovém menu (mění se podle modulu, ve kterém pracujeme). Některé jsou ale pouze v jednom či ve druhém.
Že je funkce spuštěna a čeká na zadání parametrů nebo na výběr objektu (elementu) poznáme tak, že se její ikona zbarví dooranžova. Při najetí kurzoru myši na její ikonu před spuštěním funkce se v levém spodním rohu objeví stručný popis toho, co daná funkce vykoná. Po spuštění funkce je zde průběžně zobrazováno, co se od uživatele očekává.
Některé z funkcí se zapínají trvale, tzn. pokud jednou klikneme na jejich ikonu, funkce je trvale aktivní až do opětovného kliknutí na ikonu. Ostatní funkce provedou jejich operaci a skončí (ikona se změní z oranžové zpět na původní); u těchto funkcí lze ještě lze ještě spustit opakování po jejich vykonání. To se provede tak, že namísto jednoho kliknutí při spouštění provedete dvojklik. Bohužel není nikde poznat, jestli se opakování spustilo. Často se totiž stane, že se opakování spustí omylem. CATIA pak po prvním vykonání funkce čeká na další zadání a nereaguje na nic jiného. Poznat to lze pouze podle již zmíněné výzvy v levé spodním rohu. Vypnutí funkce (lze ihned po spuštění) se provede opětovným kliknutím na ikonu nebo stisknutím ESC.

Panel Standard

Jeden ze základních panelů s nástroji, který je zobrazen ve všech modulech. Jsou v něm funkce pro vytváření, otevírání a ukládíní souborů, práce se schránkou, operace undo/redo atd.

	New Otevře malé dialogové okno s výběrem typu nového dokumentu.
	New From * Otevře nový soubor ze šablony. *) Funkce je dostupná pouze v roletovém menu File.
	Open Otevře stávající objekt ze zvoleného umístění. Zde je možnost zatrhnou možnost Otevřít jen pro čtení. Objekt potom nepůjde přeuložit, pouze uložit pod jiným názvem.
	Save Uloží aktivní dokument v aktivním okně. Chceme-li uložit více objektů najednou, musíme použít funkci Save Management.
	Print Vytiskne zvolený dokument.
	Cut Vyjmout - standartní funkce vyjmutí elementu do schránky (Ctrl + x).
	Copy Kopírovat do schránky (Ctrl + c.)
	Paste Vložení ze schránky (Ctrl + v).
	Undo Vrátí zpět poslední provedenou operaci.
	Undo With History Otevře dialogové okno s posledními operacemi (jejich počet lze upravit v nastavení). Výběrem jednotlivých operací se můžeme rychle vrátit do požadovaného stavu.
	Redo Obnoví poslední operaci, která byla vrácena funkcí Undo.
	Redo With History Viz Undo With History, ale namísto vracení operací zpět můžeme obnovit operace, které již byly vráceny.

Panel View

V tomto panelu jsou funkce pro pohyb s modelem, rychlé natočení modelu do základních směrů (nárys, bokorys, ...) a dále funkce pro nastavení aktuálního zobrazení (s hranami, bez hran, drátový model, vykreslení textur, atd).

	Fly Mód pro pohyb s modelem. Pohyb v modelovém prostoru napodobuje let letadlem. Ovládání pomocí myši není právě moc komfortní, mód je určený spíše pro speciální polohovací zařízení.
	Fit In All Velice praktická funkce. Nazoomuje celý modelový prostor tak, aby bylo vidět vše, co je v modelu (sestavě) zobrazeno. Pomůže nám např. v případech, kdy se některý velmi malý objekt, který při malém zoomu již téměř není vidět, dostane tam, kde nemá být. Pokud se nám se nám model po spuštění této funkce "smrskne" do malé tečky uprostřed, víme s jistotou, že ještě někde něco bude.
	Pan Posouvání modelu (vlevo, vpravo, nahorů, dolů) - po spuštění uchopíme model myší a pohybujeme jím do stran.
	Rotation Otáčení modelu - po spuštění uchopíme model myší a můžeme jím otáčet.
	Zoom In Přiblíží model o určitou vzdálenost.
	Zoom Out Oddálí model o určitou vzdálenost.
	Normal View Natočí model paralelně k obrazovce podle vybrané rovinné plochy. Velmi praktická funkce.
	Create Multi View Rozdělí okno do čtyř menších oken. V každém z nich lze modelem pohybovat nezávisle na ostatních. Praktické v případech, kdy potřebujeme vidět model z více stran najednou.
	Isometric View Natočí model do izometrického pohledu. Pod touto funkcí jsou skryty další funkce pro ostatní základní pohledy (nárys, půdorys,...).
	Shading (SHD) Různé módy pro zobrazení kontur, hran a ploch. V tomto módu jsou zobrazeny pouze vnější plochy modelu.
	Shading With All Edges Zobrazí model se všemi plochami a jejich hranicemi. Základní nastavení.
	Shading With Edges Without Smooth Edges Zobrazí pouze plochy a ostré (netangentní) hrany. Praktické, potřebujeme-li zjisti právě tangentnost napojení jednotlivých ploch.
	Shading With All Edges And Hidden Edges Zobrazí model se všemi plochami a jejich hranicemi a navíc všechny neviditelné hrany.
	Shading With Material Zobrazí model s texturou, pokud má přiřazen materiál. Jinak je zobrazení stejné jako u Shading. V tomto módu se plynule projevuje nastavení průhlednosti (v ostatních módech je nezávisle na nastavení průhlednost 50%, pokud je nastavena).
	Wireframe Drátové zobrazení - jsou zobrazeny pouze hranice ploch a hrany, ale žádné plochy (Vzpomínáte si ještě na CATIA V4?).
	Customize View Parameters Uživatelsky definovatelné zobrazení. Otevře se dialogové okno, kde lze zatrháváním jednotlivých položek nastavit co a jak se bude zobrazovat. Při práci s plochami se může hodit volba Isoparameters.
	Hide/Show Přesune objekt z viditelného do neviditelného prostoru nebo obráceně. Je-li objekt zobrazený či skrytý je snadno poznat v hierarchickém stromu - skrytý objekt je zobrazen průhledně.
	Swap Visible Space Změna mezi viditelným a neviditelným prostorem. Neviditelný prostor má světle zelené pozadí.

Dále existují funkce pro nastavení osvětlení, efektu hloubky, ... viz níže. Jsou k nalezení v roletovém menu View.

	Lighting Osvětlení modelového prostoru. Lze jej úplně vypnout, nebo si vybrat z jedno-, dvou- či vícebodového světelného zdroje. Lze měnit intenzitu a barvu světel.
	Depth Effect Velmi praktická funkce. Nastaví se pevná vzdálenost modelu od roviny obrazovky. Pokud se s modelem dostaneme blíže než je tato vzdálenost, model se začne jakoby ztrácet - vidíme dovnitř. Použití například u složitých sestav, kde je vnitřek zakryt jinými částmi. Takto se snadno můžeme podívat dovnitř, aniž bychom vnější části úplně skryli.
	Ground Zobrazí rast ve směru XY - pomyslnou "zem". Lze s ní pohybovat myší ve směru Z.
	Magnifier Zvětšení detailu. V modelovém prostoru se zobrazí obdélníkový výběr, který je zvětšen v nocě otevřeném okně.

Panel Graphic Properties

Nástroje pro nastavení grafických atributů (barva, průhlednost, tloušťky čar,...) u jednotlivých objektů a elementů. Tento panel je dostupný v každém modulu a je standartně v levé horní části. Změnu vlastnosti objektu (elementu) provedeme kliknutím na objekt (tím ho označíme) a poté vybereme novou vlastnost z výběrového pole. Pokud nastavíme různé vlastnosti u rodiče a jeho potomka v rámci hierarchického stromu, většinou vlastnost potomka "přebije" vlastnost rodiče. Jinak se vlastnost rodiče přenáší na všechny potomky. Jednotlivá pole nastavují následující vlastnosti - v pořadí zleva doprava:

• Barva - v základní nabídce je 16 barev. Klikneme-li na More, otevře se okno, kde si můžeme nadefinovat další barvy.
• Průhlednost - základní nastavení je Auto. Je-li nastaven jiný mód Shadingu než Shading With Material, bude průhlednost vždy 50% nezávisle na tom, jaká bude její hodnota.
• Tloušťky čar - tloušťka 3D křivek (skic). Předdefinováno několik hodnost, lze nadefinovat další.
• Typ čar - typ 3D křivek (plná, čárkovaná, ...).
• Symbol 3D bodu - způsob, jakým se budou zobrazovat 3D body.
• Mód Shadingu - bohužel, zde přesně nedovedu objasnit, kterým elementům lze tyto vlastnosti přiřadit (pozn. aut).
• Hladiny - přesune objekt do zvolené hladiny. Potřebuje-li nadefinovat novou hladinu, zvolíme v nabídce Other layers... a v okně, které se otevře klikneme na New.

	Painter Štětec, jak ho známe z jiných aplikací. Ale pozor, funguje obráceně. Nepřebírá vlastnost prvního objektu a neaplikuje jí na druhý, ale prvnímu objektu změní vlastnost podle druhého.
	Graphic Properties Wizard Průvodce nastavením grafických vlastností - otevře se okno, ve kterém se po vybrání některého elementu zobrazí jakási hierarchie vybraného elementu s jednotlivými vlastnostmi, které můžeme měnit.

↑ Nahoru

Hierarchický strom

CATIA jako CAD software umožňuje parametrické modelování, tj. všechny operace, které jsou v modelu (sestavě) použity, lze kdykoliv editovat. Tyto operace (funkce) a parametry jsou uloženy v tzv. hierarchickém stromu, který je po zobrazen v levé části obrazovky.

Každý model obsahuje 3 základní roviny (XY, XZ, YZ). Jejich průsečík je počátek souřadného systému modelu.
Dalším prvkem stromu je PartBody - tělo modelu. V podstatě se jedná o složku, ve které jsou umístěny operace pro práci s objemem. Tyto prvky (roviny a PartBody) nelze z modelu odstranit, pouze lze měnit některé jejich vlastnosti. Ve stromu můžeme nalézt další prvky, jako např.:

• Body - další tělesa (objemy)
• Geometrické sety - set je v podstatě složka, kde jsou umístěny všechny 3D prvky kromě objemových těles, tj. body, křivky, a plochy. Pokud je zapnutý Hybrid Design (Options), lze tyto elementy vytvářet i v Body - většinou se to ale nepoužívá).
• Parametry - uživatelem definované parametry různých typů
• Relace - v podstatě uživatelem definované funkce pro jednotlivé vstupy funkcí
• Naměřené hodnoty - délkové, objemové a další míry, které jsme naměřili
• Analýzy - výsledky analýz, zde např. anylýza úkosů

Zjednodušeně řečeno, každý objekt (prvek, element), který je vytvořen se objeví ve stromu a lze se k němu touto cestou dostat.
Na obrázku názorně vidíme zobrazení hierarchie. Pod PartBody je fce Pad.1 (šedivý kvádr). Ten si nese svoji skicu Sketch.1 a skica dále obsahuje svůj support (počátek a směry os), jednotlivé prvky s geometrií, vazby atd. Tímto způsobem jsou zobrazovány všechny objekty.

Práce se stromem

Jednotlivé uzly stromu se dají rozbalit a sbalit kliknutím na šedivé kroužek s křížkem. Klikneme-li na větev stromu (čára spojující jednotlivé uzly) nebo na malý osový kříž vpravo dole, strom zašedne a lze jej zvětšit/zmenšit stejným způsobem jako při zoomu modelu (lze vypnout v Options).
Strom lze i posunovat po obrazovce - stačí ho chytnout levým tlačítkem za větev a můžeme s ním pohybovat. Stisknutím klávesy F3 lze strom skrýt.

Jednotlivé elementy stromu jsou pojmenovány podle funkce, která je vytvořila a nesou si její ikonu. Pojmenování lze změnit - pravé tlačítko nad řádkem s názvem, pak vybrat Properties a v okně, které se otevře, v záložce Feature Propertis změnit název.

Prvky ve stromu lze i přeuspořádat. Pravé tlačítko nad názvem modelu (úplně první řádek stromu), z nabídky vybrat "Název modelu" object a dále Reorder Children. Otevře se malé okno se seznamem všech hlavních větví stromu. Vybereme větev, kterou chceme přesunout a klikáním na zelené šipky posouváme větví nahoru/dolů. Nelze posunout základní roviny a souřadné systémy.

Nastavení aktivního dokumentu a "pracovního" objektu

Pokud pracujeme se sestavou, je otevřeno více objektů (modelů, podsestav). Objekt, se kterým právě pracujeme, se bere jako aktivní dokument. Jeho instance je ve stromě zvýrazněna modrým pozadím. Chceme-li nastavit dokument jako aktivní, stačí na jeho hlavní větev ve stromu poklikat. Všechny operace se pak provádí na tomto dokumentu.
V rámci modelu (Partu) lze ještě nastavit pracovní objekt - Body nebo Set, do kterého se budou ukládat jednotlivé funkce. Pracovní objekt nastavíme kliknutím na pravé tlačítko nad objektem a volbou Define In Work Object. Pracovní objekt poznáme tak, že je jeho název podtržený.

Poznámka: Pokud nenastavíme geometrický set jako pracovní objekt při vyváření geometrie a žádný jiný geometrický set v modelu není, automaticky se vytvoří nový prázdný set a nastaví se jako aktivní. Jinak se operace vloží do libovolného existujícího setu.
Pokud nenastavíme Body jako pracovní objekt u objemových funkcí, nevytvoří se nové Body, ale funkce se vytvoří jako poslední operace v PartBody.

Výběr objektů

Objekt můžeme vybrat dvěma způsoby.

• V prostoru Klikneme přímo na něj v modelovém prostoru. Vybraný objekt je zvýrazněn oranžovou barvou (podle nastavení v Options se obarví buď všechna geometrie vybraného objektu nebo jen hranice ploch).
• Ve stromu Klikneme na řádek s názvem instance ve stromu. Pozadí řádku se zvýrazní oranžovou barvou.

Při výběru se zvýrazní řádek ve stromu i samotný objekt (element) vždy současně. Při přejíždění myší nad objektem (řádkem) se v levém spodním rohu objevuje název elementu, přes který přejíždí kurzor. Můžeme tak snadno zjistit, který objekt vybíráme.

Chceme-li vybrat více objektů, můžeme použít klasický výběr oknem. Způsob vybírání objektů můžeme zvolit v panelu Select.

Select Nástroj pro výběr objektů a elementů. Funkce jednotlivých režimů jsou pochopitelné z jejich ikonek.

TIP: Pokud chceme vybrat jeden ze dvou objektů, které tzv. leží na sobě - např. dvě identické plochy, ale při najetí myší nad plochu se stále vybírá ta kterou nechceme, použijeme následující trik. Najedeme myší nad objekt, který se nám nedaří vybrat a stiskneme šipku nahoru. Kolem kurzoru se vykreslí červená kružnice a v ní se objeví nejbližší objekt k obrazovce v tomto místě. Zároveň se vedle zobrazí tabulka se všemi (překrývajícími se) objekty v tomto místě. Nyní si můžeme vybrat "ten náš" objekt kliknutím na řádek s jeho názvem v tabulce.

↑ Nahoru

Kompas

V pravém horním rohu je tzv. kompas. Po otevření prázdného modelu ukazuje orientaci modelového v prostoru (směry X,Y,Z) vůči obrazovce. Kompas lze jednoduše přeorientovat pouhým přetažením na libovolnou geometrii. Stačí jej chytit myší za červený čtvereček v jeho středu a se stisknutým levým tlačítkem přetáhnout k nějaké geometrii. Při přejíždění přes geometrii se kompas jakoby chytá a nabízí směry vycházecí z geometrie.
Pokud kompas necháte přichytit se k nějaké geometrii (modelu v sestavě), kompas změní barvu na zelenou. Pokud s ním nyní budeme pohybovat, bude se současně pohybovat vybraný objekt(y). Při dvojkliku na kompas se otevře okno s fukcemi pro posun/rotaci. S modelem lze snadno pohybovat ve směrech, které definuje momentální pozice kompasu.

Pokud chcete kompasu vrátit jeho původní orientaci, stačí jej přetáhnout na malý osový kříž v pravé spodní části obrazovky (pustit na křížem) nebo v roletovém menu View a pak Reset Compass. Kompas se tím vyresetuje.

↑ Nahoru

Ukládání dat

Pro ukládání dat máme několik způsobů. První a nejjednodušší je funkce Save (panel Standard) - uloží aktivní dokument. Buď jen samostatný model nebo sestavu(s tím co obsahuje). NADŘAZENÉ dokumenty se neukládají. Tento typ doporučuji používat opravdu jen u samostatných modelů.
Nejlepší způsob pro ukládání je použít fci Save Management (roletové menu File). Otevře se následující okno, ve kterém je výpis všech dokumentů, které jsou otevřeny. U každého dokumentu je informace o jeho stavu, názvu, umístění, prováděné akci a čtecích právech. Stav dokumentů může být následující:

• New - nově otevřený, ještě neuložený dokument
• Open - otevřený dokument beze změn
• Open(Read Only) - otevřený dokument, který je pouze pro čtení (nelze jej přeuložit)
• Modified - dokument, na kterém byly provedeny změny
• Modified(Read Only) - dokument, na kterém byly provedeny změny, ale je pouze pro čtení
• Modified By Synchronisation - dokument, který byl modifikován při synchronizace (více v Assembly Design)

U každého objektu můžeme nastavit co s ním chceme provést - uložit (Save) nebo uložit pod jiným názvem (Save As). Funkce Propagate Directory nastaví jedno jediné umístění u všech dokumentů. Reset vrátí všechny změny.
Pokud ukládáme sestavu, automaticky se uloží všechny dokumenty, které obsahuje. Tuto možnost lze potlačit volbou Enable Independent Saves. Pak lze ukládat jednotlivé dokumenty naprosto nezávisle. Samotné uložení provedeme stiskem tlačítka OK.

UPOZORNĚNÍ: V žádném případě nepoužívejte souborové manažery k přeukládaní. Může to vést k přerušení vazeb a ztrátě dat.

↑ Nahoru

Fatal error: Call to undefined function author_html() in /webx/users/catia-forum/catia-forum.cz/www/manual-catia/introduction/index.php on line 522