AUTOCAD、 UCS三維變換與三維建模

　　講解每一個(gè)實(shí)例的過(guò)程中，以明晰的操作步驟慢漫地引入U(xiǎn)CS三維變換的概念。在學(xué)習(xí)實(shí)例的操作步驟中，加入三維建模的應(yīng)用技巧，使學(xué)生對(duì)所學(xué)的概念能融會(huì)貫通。
用戶(hù)坐標(biāo)系 ：UCS用戶(hù)坐標(biāo)系 是一種可變動(dòng)的坐標(biāo)系統(tǒng)。大多數(shù)CAD的編輯命令取決于 UCS 的位置和方向。UCS 命令設(shè)置用戶(hù)坐標(biāo)系在三維空間中的X，Y，Z三個(gè)方向，它還定義了二維對(duì)象的拉伸方向。CAD共有七種方法定義新坐標(biāo)系。

    1． X軸旋轉(zhuǎn)90度確定UCS ：

    同理UCS繞Y軸旋轉(zhuǎn)90度與UCS繞Z軸旋轉(zhuǎn)90度會(huì)得到不同的用戶(hù)坐標(biāo)系。（圖1）四個(gè)圖中X軸方向不變， UCS每繞X軸旋轉(zhuǎn)90度，Z軸的方向改變一次。Z軸的方向即拉伸方向.

    例1：（圖2）對(duì)象繞X軸旋轉(zhuǎn)90度（圖3），（圖2）對(duì)象繞Y軸旋轉(zhuǎn)180度, 相當(dāng)于連續(xù)執(zhí)行兩次繞Y軸旋轉(zhuǎn)90度（圖4），（圖2）對(duì)象繞Z軸旋轉(zhuǎn)90度。（圖5）。

    2．三點(diǎn)確定UCS （圖6）:

    指定新 UCS 原點(diǎn)及其 X 和 Y 軸的正方向。Z 軸的正方向由右手定則確定。用此選項(xiàng)可指定任意坐標(biāo)系。第一點(diǎn)指定新 UCS 的原點(diǎn)。第二點(diǎn)定義了 X 軸的正方向。第三點(diǎn)定義了 Y 軸的正方向。

    例2：在立方體的表面畫(huà)園錐體（圖7）：三點(diǎn)確定UCS的頂面和Z軸的正方向。

    例3：在立方體的左側(cè)面畫(huà)窗（圖8）： 三點(diǎn)確定UCS的左側(cè)面及Z軸方向。

    例4：在立方體的前面畫(huà)門(mén)（圖9）：三點(diǎn)確定UCS的前面及Z軸方向。用戶(hù)坐標(biāo)系UCS定義好后，可用厚度與標(biāo)高確定三維網(wǎng)格模型。對(duì)象的標(biāo)高對(duì)應(yīng)該平面的Z值。對(duì)象的厚度是對(duì)象被拉伸的距離。雨蓬的標(biāo)高對(duì)應(yīng)該平面的Z值。雨蓬的厚度是對(duì)象被拉伸的距離。

    例5：繪制五角頂曲面（圖10）：1，2，3三點(diǎn)定UCS，兩點(diǎn)加半徑畫(huà)弧。重復(fù)5次三點(diǎn)定UCS畫(huà)�。▓D11）。畫(huà)弧命令用"起點(diǎn)，端點(diǎn)，半徑"選項(xiàng)。

    例6：繪制翹屋頂：三點(diǎn)確定UCS（圖12），用ARC命令繪制翹屋頂弧線(xiàn)（圖13）。同理，在其它面繪制弧線(xiàn)，都要變換UCS。也可用三維鏡像命令繪制其它弧線(xiàn)。用邊定曲面命令分別點(diǎn)擊四條弧形邊界（圖14）。

    3．拉伸正Z軸方向確定UCS ：

    例7：圓柱從球中伸出（圖15）：先點(diǎn)擊 圖標(biāo)，點(diǎn)擊球的原點(diǎn)，既新的坐標(biāo)原點(diǎn)，再確定Z軸方向，繪制小圓，執(zhí)行拉伸命令，沿正Z軸方向拉伸小圓。

    例8：拉伸三角支架（圖16）：先點(diǎn)擊 圖標(biāo)，點(diǎn)擊支架截面的原點(diǎn)，確定Z軸方向，執(zhí)行拉伸命令，沿正Z軸方向拉伸支架的三個(gè)小圓。

    例9：繪制樓梯：先點(diǎn)擊 圖標(biāo)，點(diǎn)擊樓梯截面的新原點(diǎn)，新的 UCS由此確定（圖17）。拉伸樓梯截面時(shí)，與Z軸方向相反，這時(shí)只需輸入負(fù)拉伸高度（圖18）。

    例10：繪制螺母：先點(diǎn)擊 圖標(biāo)，點(diǎn)擊螺母輔助截面的中點(diǎn)（圖19），即新原點(diǎn)。選中絲桿軸線(xiàn)上的圓心，用MOVE命令使絲桿軸線(xiàn)上的圓心與螺母輔助截面上的中點(diǎn)重合（圖20），用布爾減命令先點(diǎn)擊螺母，點(diǎn)擊右鍵，點(diǎn)擊絲桿即可得到螺母（圖21）。

    5．面確定新的UCS （圖22）：將 UCS 與選定的面對(duì)齊。如果要選擇某一個(gè)面，就在此面的邊界內(nèi)或面的邊界上單擊，被選中的面將亮顯。X 軸將與找到的面上的最近的邊對(duì)齊。

    例11：管道的拉伸（圖23）：關(guān)鍵是用面確定新的UCS后，拉伸路徑垂直于管道截面，管道截面與XY平面平行。

    例12：沿路徑拉伸弧形墻體（圖24）：面確定新的UCS后，拉伸路徑垂直于要拉伸的墻面。

    例13：拉伸吊橋（圖25）：選定立柱的輔助截面，定義新的坐標(biāo)系，鐵索的截面與立柱的輔助截面是同一坐標(biāo)系。拉伸時(shí)，先選中鐵索截面，再點(diǎn)擊弧形路徑。吊橋的其它部分拉伸前都要確定新的UCS。

    6．對(duì)象確定新的UCS ：根據(jù)選定的三維對(duì)象定義新的坐標(biāo)系。

    例14：拉伸三維面上的圓（圖26）：先點(diǎn)擊 ，再選定三維面上的圓，定義新的坐標(biāo)系。執(zhí)行拉伸命令，沿正Z軸方向拉伸三維面上的圓。

    例16：繪制圓錐滾子軸承：在正視圖上繪制軸承外圈，內(nèi)圈和圓錐滾子（圖29），在當(dāng)前UCS下用 REVOLVE命令旋轉(zhuǎn)外圈，內(nèi)圈（圖30），先點(diǎn)擊 ，再選定圓錐滾子的軸心，定義新的坐標(biāo)系，用REVOLVE命令旋轉(zhuǎn)圓錐滾子（圖31）。

    7．視圖確定新的UCS （圖32）：建立的新坐標(biāo)系，是平行于屏幕的平面即 XY 平面，UCS 原點(diǎn)保持不變。剖切面與當(dāng)前視口視圖的XY平面平行。

    例16：獲取平行于屏幕的平面：點(diǎn)擊圖標(biāo) （圖33），點(diǎn)擊 section，三點(diǎn)確定剖的切面（圖34），用MOVE命令把剖切面移出立方體外既可得到平行于XY平面的剖切圖形（圖35）。

    例17：給三維視圖標(biāo)注文字：在三維視圖中標(biāo)注文字，文字與UCS對(duì)齊（圖36）。在三維視圖中標(biāo)注的文字若需以正常形式顯示，那么就要用 變換UCS后，再輸入文字（圖37）。

    例18：繪制亭子（圖38）：亭子頂面用三維面 3DFACE命令繪制。用三點(diǎn)確定UCS后，每一個(gè)三維面都是從頂點(diǎn)開(kāi)始依次選擇三角形的另外而個(gè)點(diǎn)，再回到頂點(diǎn)。繪制欄桿，變換UCS，用修改多線(xiàn)的厚度繪制欄桿擋板與亭子圍欄。變換UCS，繪制樓梯，用三維鏡像或三維陣列繪制其它樓梯。變換UCS，繪制圓桌，橙子，柱子。此例，多種變換UCS的方法都可使用。并不拘于哪一種，根據(jù)具體情況，哪種變換方便用哪種。