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lunes, 1 de agosto de 2011

Dibujo paramétrico (I)

Con este artículo comenzamos una nueva serie dedicada al Dibujo paramétrico. Introducido en la versión 2010 de AutoCAD, representa una nueva forma de trabajar que afecta al dibujo 2D en su totalidad (espacio modelo, espacio papel y presentaciones). Esta nueva forma de dibujar, muy presente en otros sistemas de CAD, como Autodesk Inventor, se basa en dos elementos fundamentales:
  • Restricciones Geométricas: representan las relaciones geométricas que se establecen entre los objetos del dibujo. Se pueden definir relaciones que se aplican a un solo objeto, como horizontalidad o verticalidad, o bien a un par de objetos, como tangencia, simetría, coincidencia de punto o perpendicularidad, siendo el sistema el que se encarga de mantener esas restricciones cuando se modifica la geometría de alguno de los objetos afectados por ellas.
  • Restricciones por Cota: definen las dimensiones de los objetos y las relaciones entre éstas. Se asignan dimensiones a los objetos (longitudes y ángulos) que pueden ser constantes o fórmulas en las que intervienen dimensiones de otros objetos o parámetros definidos por el usuario.
Hay que aclarar que todas las restricciones de AutoCAD son para dibujo en dos dimensiones (2D) y por tanto los objetos a los que se aplica deben ser bidimensionales y deben estar en el mismo plano (coplanarios).


La restricción de Coincidencia

La restricción geométrica de Coincidencia permite asociar puntos entre objetos de tal forma que se obliga a que coincidan. Las restricciones de coincidencia pueden ser de dos tipos en función de los elementos implicados en la operación:
  1. Entre dos puntos situados en dos objetos diferentes (en el caso de las polilíneas cada segmento se puede considerar como un objeto aislado). Se puede establecer, por ejemplo, una restricción de coincidencia entre los extremos de dos líneas, de forma que ambos puntos permanecerán unidos aún cuando se modifique la geometría de una de ellas.
  2. Entre un punto de un objeto y otro objeto. Así, por ejemplo, se puede aplicar una restricción de coincidencia entre el extremo de una línea y un arco de circunferencia, de modo que el extremo de la línea siempre estará en el arco o en su prolongación.
Los puntos de los objetos que se pueden utilizar para aplicar restricciones se llaman Puntos de restricción. Se trata de puntos notables de los objetos que generalmente coinciden con los pinzamientos utilizados para su edición. Los puntos de restricción de un arco de circunferencia, por ejemplo, son sus dos extremos, su punto medio y su centro. En la tabla siguiente se relacionan los tipos de objetos que poseen puntos de restricción y se indica también si dichos objetos pueden recibir una restricción de coincidencia.

Tipo de objeto Restricción permitida
como objeto
Puntos de restricción
situados en el objeto
Punto No Punto
Línea Extremos y Medio
Arco Centro, Extremos y Medio
Círculo Centro
Segmento de polilínea Extremos y Medio
Arco de polilínea Centro, Extremos y Medio
Elipse Centro
Arco elíptico Centro y Extremos
Spline Extremos
Rayo Extremo
Línea auxiliar ---
Ref. a Bloque (subobjetos) Inserción y puntos en subobjetos
Texto y TextoM No Inserción o alineación
RefX No Inserción
Atributo No Inserción
Tabla No Inserción

Es importante señalar que tanto la ayuda en línea de AutoCAD como los mensajes de solicitud del propio comando no incluyen algunos tipos de objeto que son perfectamente válidos a la hora de aplicar restricciones de Coincidencia, como son el Punto, el Rayo, la Línea auxiliar o el Arco elíptico.

La polilínea permite establecer relaciones entre dos puntos de restricción de distintos segmentos (rectos o de arco) de la misma polilínea o entre un punto de restricción de un segmento y otro segmento de la misma. A todos los efectos es como si estuviera descompuesta cuando se trata de aplicar una restricción de coincidencia, pero manteniendo siempre su integridad como polilínea.

En el caso de los bloques, todos los subobjetos que lo componen y los puntos de restricción de éstos se pueden utilizar al aplicar una restricción de Coincidencia, pero nunca entre objetos del mismo bloque.

Una vez aplicada una restricción de coincidencia entre dos objetos ocurren dos cosas:
  1. AutoCAD no permitirá realizar cambios en la geometría de los objetos que no cumplan las restricciones definidas, salvo cuando se aplican algunos comandos de edición.
  2. Si se modifica la geometría de uno de los objetos, la geometría del segundo se verá alterada para asegurar la aplicación de dichas restricciones.
En la versión 2010 de AutoCAD todas las restricciones geométricas se aplicaban mediante el comando RESTRICGEOM (GEOMCONSTRAINT en inglés) [alias: RGEOM], que ofrecía una opción para cada tipo de restricción. A partir de la versión 2011 existe un comando específico para cada tipo de restricción geométrica, lo que permite una aplicación más directa así como la repetición del comando pulsando la tecla Intro o la barra espaciadora.

La restricción de coincidencia se establece mediante el comando RGCOINCIDENTE (GCCOINCIDENT), que equivale en opciones y funcionalidad a la opción Coincidencia (Coincident) del comando RESTRICGEOM (GEOMCONSTRAINT). A continuación enumeramos los diferentes métodos que se pueden utilizar para iniciar el comando.
  • Pulsando en el botón De coincidencia del grupo Geométricas en la ficha Paramétrico de la cinta de opciones (ribbon).
  • Seleccionando la opción De coincidencia del submenú Restricciones geométricas en el menú desplegable Paramétrico de la barra de menús.
  • Mediante el botón De coincidencia de la barra de herramientas Restricción geométricas.
  • Por medio del propio comando RGCOINCIDENTE (GCCOINCIDENT).
En las versiones de 2010, 2011 y 2012 de AutoCAD en español, tanto el comando RGCOINCIDENTE (GCCOINCIDENT) como el comando RESTRICGEOM (GEOMCONSTRAINT) con la opción Coincidencia (Coincident), presentan graves defectos de funcionamiento tanto en los mensajes de solicitud de opciones como en su operatividad, que esperamos sean corregidos en futuras versiones o actualizaciones del programa. A continuación exponemos los distintos tipos de restricción de coincidencia que se pueden aplicar con este comando, detallando las irregularidades y errores que presentan. En general todas las opciones funcionan correctamente si se responde con sus nombres o sus abreviaturas en inglés, precedidos siempre del carácter de guión bajo.
   

Restricción de Coincidencia entre dos puntos

Al ejecutar el comando RGCOINCIDENTE (GCCOINCIDENT) AutoCAD solicita la selección de un primer punto (de un objeto) mostrando un símbolo azul junto al cursor que representa a la restricción de coincidencia. Al situar el cursor sobre un objeto, éste quedará resaltado y aparecerá un símbolo de color rojo en el punto de restricción más próximo al centro del cursor. Una vez seleccionado el objeto para adquirir su punto de restricción, AutoCAD solicita que se repita la operación con el segundo punto. Esta forma de operar constituye el funcionamiento por defecto del comando (sin opciones) y su secuencia es la siguiente:

Comando: RGCOINCIDENTE
Seleccione primer punto u [Objeto/Restricción automática] <Objeto>: (Punto en Objeto1)
Seleccione segundo punto u [Objeto] <Objeto>: (Punto en Objeto2)

Como se puede apreciar en las siguientes animaciones, el orden de selección de los objetos es importante, ya que al aplicar la restricción AutoCAD intentará, siempre que sea posible, modificar la geometría del segundo objeto seleccionado dejando intacta la del primero.


Restricción de Coincidencia entre un punto y un objeto

La secuencia de opciones del comando RGCOINCIDENTE (GCCOINCIDENT) permite seleccionar primero un punto y luego un objeto o viceversa, teniendo en cuenta que los resultados serán muy distintos según el orden en el que se produzca la selección, tal y como hemos señalado en el epígrafe anterior.

La restricción de coincidencia de tipo punto-objeto obliga a que un punto de restricción de un objeto pase a estar sobre otro objeto. Cuando esta restricción se aplica entre un punto y un arco (de circunferencia o elíptico), una línea o un rayo, el punto podrá estar ubicado tanto en el propio objeto como en su prolongación.

Vamos a examinar detalladamente las dos posibilidades que se pueden dar en función del orden de selección de los elementos implicados en la operación.
  1. Restricción de coincidencia entre un punto de un objeto y otro objeto. La secuencia del comando es la siguiente:

    Comando: RGCOINCIDENTE
    Seleccione primer punto u [Objeto/Restricción automática] <Objeto>: (Punto en Objeto1)
    Seleccione segundo punto u [Objeto] <Objeto>: Objeto
    Designar objeto: (Objeto2)

    En principio, para seleccionar la opción Objeto como respuesta a la solicitud del segundo punto debería poder emplearse cualquiera de los métodos habituales en AutoCAD. Sin embargo, si se pulsa la tecla Intro o la barra espaciadora o se elige la opción Objeto en la entrada dinámica, los mensajes de solicitud se comportan de forma extraña y confusa. Para que los mensajes de solicitud sean correctos y el funcionamiento de esta opción sea el adecuado, es necesario seleccionar la opción Objeto en el menú contextual que aparece al pulsar el botón derecho del ratón, o bien escribir la letra O, sola o precedida del guión bajo ( _O ), o la palabra Objeto completa.
  2. Restricción de coincidencia entre un objeto y un punto de otro objeto. La secuencia de comando es la siguiente:

    Comando: RGCOINCIDENTE
    Seleccione primer punto u [Objeto/Restricción automática] <Objeto>: _O
    Designar objeto: (Objeto1)
    Seleccione punto o [Múltiple]: (Punto en Objeto2)

    Igual que en el caso anterior, para seleccionar la opción Objeto como respuesta a la solicitud del primer punto deberían poder utilizarse todos los métodos habituales en AutoCAD, pero no es así, ni mucho menos. Si se responde escribiendo la palabra Objeto completa, la letra O sola o se elige la opción Objeto en el menú contextual, se obtiene un mensaje de error que indica *Designación no válida* Requiere un punto o Objeto. Si se pulsa la tecla Intro o la barra espaciadora o se elige la opción Objeto en la entrada dinámica, los mensajes de solicitud se comportan de forma extraña y confusa. La única forma de seleccionar la opción Objeto y conseguir su correcto funcionamiento consiste en escribir la letra O precedida del guión bajo ( _O ).
En estos dos últimos ejemplos se puede apreciar como el centro del círculo permanece en la línea o en su prolongación.

Existe una variante de este último caso que permite seleccionar primero el objeto y a continuación múltiples puntos. El resultado obtenido es una restricción de coincidencia por cada pareja objeto-punto. La secuencia de comando es la siguiente:

Comando: RGCOINCIDENTE
Seleccione primer punto u [Objeto/Restricción automática] 
<Objeto>: _O
Designar objeto: (Objeto1)
Seleccione punto o [Múltiple]: Múltiple
Seleccione punto: (Punto en Objeto2)
Seleccione punto: (Punto en Objeto3)
Seleccione punto: (Punto en Objeto4)
...
Seleccione punto: (Intro)

El siguiente ejemplo ilustra la aplicación múltiple de restricciones de coincidencia de tipo objeto-punto.


Restricción de Coincidencia automática

La opción Restricción automática del comando RGCOINCIDENTE (GCCOINCIDENT) permite aplicar la restricción a todos los objetos seleccionados que tengan puntos de restricción válidos previamente coincidentes con otros puntos o con otros objetos válidos (ver tabla), siempre y cuando no se produzcan incompatibilidades ni un exceso de restricciones en la geometría resultante. La secuencia de comando es la siguiente:

Comando: RGCOINCIDENTE
Seleccione primer punto u [Objeto/Restricción automática] <Objeto>: R
Designe objetos: (designar objetos)
Designe objetos: (Intro)
Se han aplicado [N] restricciones de coincidencia

En este caso resulta un verdadero problema seleccionar la opción Restricción automática como respuesta a la solicitud del primer punto. Si se escribe la letra R o la palabra Restricción completa, AutoCAD lo interpreta como si se hubiera seleccionado la opción Objeto, y lo mismo sucede si se utiliza el menú contextual o el menú de la entrada dinámica. El único modo de seleccionar la opción Restricción automática consiste en responder a la solicitud del primer punto escribiendo el nombre de dicha opción en inglés precedida del guión bajo _Autoconstrain (o su abreviatura _A).

La siguiente animación muestra el modo de utilizar la opción Restricción automática para aplicar tres restricciones punto-punto entre extremos de líneas y una cuarta restricción punto-objeto entre el extremo de una línea y otra línea.


Casos particulares

Combinando adecuadamente varias restricciones de Coincidencia con alguna geometría auxiliar se pueden conseguir comportamientos para los cuales no existe ninguna restricción nativa en AutoCAD. Los ejemplos que exponemos a continuación son una buena representación de este tipo de combinaciones.
  • Restricción de coincidencia entre un punto de un objeto y la intersección de dos objetos. Para conseguir este efecto basta aplicar dos restricciones de coincidencia de tipo punto-objeto entre el punto y cada uno de los objetos de la intersección. Así, por ejemplo, podemos restringir el extremo de una línea para coincida con el punto de intersección de otras dos.
  • Restricción de intersección entre tres o más objetos. Lo que se pretende es conseguir que se mantenga la intersección de tres o más objetos sin que intervenga ninguno de los puntos de restricción de esos objetos. Para conseguirlo se emplea un objeto auxiliar al que se aplica una restricción de coincidencia de tipo punto-objeto con cada uno de los objetos cuya intersección se quiere obligar. El objeto auxiliar más sencillo que se puede utilizar es el objeto Punto (que tiene un único punto de restricción).
Para terminar proponemos al lector un último ejemplo a modo de ejercicio (ilustrado en la siguiente animación): Dado un círculo y un triángulo cualquiera dibujado con una polilínea cerrada, establecer las restricciones de coincidencia entre los vértices del triángulo y el círculo, de forma que éste se mantenga circunscrito al triángulo.



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