QCAD: DESSIN TECHNIQUE SOUS LINUX

GENERALITES

On entend par "plan" toute repr�sentation plane pr�cise d'un objet r�el en vue de son �tude ou de sa fabrication. Les dimensions de chaque �l�ment (entit�) constituant le dessin doivent �tre exactes quelle que soit l'�chelle de repr�sentation. C'est ce qui diff�rencie un logiciel de DAO d'un outil d'illustration vectorielle tel que Sketch, Illustrator ou Corel Draw, lequel a pour vocation la repr�sentation plus ou moins fid�le de la r�alit�.

En DAO, on produit un plan avec l'exactitude pour priorit�.

En illustration (Draw), on produit une image avec l'esth�tique pour souci.

INSTALLATION de QCad

L' application est bas�e sur QT2.x, de Troll Tech. Le choix de cette version de biblioth�que pourrait surprendre au vu du nombre de KDE1.x install�s utilisant QT1.44. Sans doute s'agit-il d'une l�g�re anticipation: dans un avenir proche, KDE2, bas� lui aussi sur QT2.x, aura remplac� les versions actuelles, et QCad sera en phase avec la r�alit� du moment.

Aussi, pour �viter d'installer une biblioth�que encombrante pour l'instant, on t�l�chargera l'archive tgz li�e statiquement sur <http://www2.actve.ch/~ribbon/qcad_static.tar.gz>. En contrepartie, l'archive passe de 0.8 Mo � 1.8 Mo.

L'installation se r�sume � d�compresser le fichier tgz dans /usr/local, � renommer <qcad> le r�pertoire cr�� suite � la d�compression et � copier le script de lancement <qcad.sh> dans /usr/bin ou /usr/local/bin. Une modification des droits d'acc�s de ce script peut s'av�rer n�cessaire.

Au premier lancement, le programme peut r�clamer la pr�sence de la biblioth�que <libstdc++.so.2.9>. Un simple lien symbolique � ce nom pointant sur la libstdc++ pr�sent sur votre syst�me, suivi d'un <ldconfig> r�soudra le probl�me.

UN PEU DE THEORIE

Avant de commencer son premier plan, il faut avoir assimil� certains concepts et d�finitions de DAO

Les entit�s:

Une entit� est un �l�ment de trac� "connu" du logiciel par sa nature (segment, arc...), ses caract�ristiques g�om�triques de position (verticale, tangente...), ses positions de d�but et de fin qui d�terminent sa dimension (accrochage par intersection, coordonn�es, centre...), ses attributs (couleur, �paisseur, type de trait) et son appartenance � un calque donn�.

En r�gle g�n�rale, pour construire une entit�, il faut:

3.10 Se positionner sur le calque de travail

3.11 D�finir des attributs

3.12 Choisir la nature: droite, segment, cercle, ellipse, point, courbe, hachure, texte...

3.12 Indiquer les contraintes g�om�triques de construction: horizontal, oblique, concentrique, perpendiculaire...

3.13 Indiquer les contraintes d'accrochage: passant par centre de, milieu, extr�mit� ..

Cela revient � construire une phrase virtuelle mais rigoureuse du genre:

cercle de rayon X de centre passant par extr�mit� de telle entit� que l'on d�signe d'un clic

droite tangente � cette entit� et passant par le centre de ce cercle, etc.

Passant par signifiant: d�but de l'entit� au point d�sign� et fin de l'entit� � l'autre point. Ces points devront �tre d�sign�s par un <clic gauche> de souris � proximit� du point voulu, choisi parmi ceux que le syst�me propose au gr� du d�placement du pointeur (tous les logiciels n'offrent pas cette facilit�, QCad oui)

On notera que cette notion d'accrochage se retrouve ailleurs sous l'appellation <snap>

Par exemple, la phrase Droite horizontale passant par extr�mit� de <clic sur une extr�mit� d'entit� existante>, se construit en activant menu et sous menus tels que:

Les calques:

Appel�s ailleurs niveaux, couches, plans, layers, les calques d�signent en fait des cellulo�ds virtuels empil�s. Chacun des celluo�ds contenant une partie du dessin, l'ensemble de celui-ci est vu au sommet de la pile du fait de leur transparence. Un calque peut -�tre d�plac� dans la pile, supprim� (ce qui n'affecte que la partie de dessin qu'il contient), gel� ou rendu invisible. Le calque sur lequel on travaille est seul actif � ce moment l�. Les op�rations qu'on y effectue n'affecte que lui.

Lorsque l'on assigne des attributs de couleur, de type de trait ou d'�paisseur de trait, � un calque, toute entit� que l'on y tracera recevra par d�faut ces attributs. Toutefois, sur un calque de couleur rouge, on pourra attribuer une couleur bleue � une entit� qui s'y trouve par modification de ses propri�t�s.

Lors de la constitution d'un dessin d'ensemble complexe, on affectera un calque par pi�ce, ce qui permet de rendre visible ou invisible tel sous-ensemble, de n'imprimer qu'une pi�ce, de ne modifier que telle autre.

La ligne d'�tat

La ligne d'�tat se situe dans la partie inf�rieure de la fen�tre principale. Elle n'est pas sp�cifique aux logiciels de DAO, mais elle lui est indispensable. En effet, comme le r�sultat d'une commande n�cessite plusieurs op�rations ex�cut�es dans un ordre d�fini, le logiciel indique dans la ligne d'�tat l'op�ration suivante qu'il attend de vous, et cela jusqu'au terme de la commande. Il est donc imp�ratif de lire les informations contenue dans cette ligne sous peine d'avoir � abandonner en d�clarant que ce +-@-#!! de logiciel est nul.

En DAO, le r�sultat est pr�cis si le dessinateur est rigoureux.

Les m�thodes de dessin

Il existe plusieurs fa�ons de proc�der, aux moins deux qui sont excellentes. Toutes deux utilisent le concept de l'esquisse bas�e sur des droites non dimensionn�es mais en position relative (distance des unes par rapport aux autres) exacte. Ces droites, horizontales et verticales comme on pourrait en tracer au t� et � l'�querre, sont appel�es droites de construction dans DMT ou SoildWork, et g�om�tries dans TSCadDraw.

La premi�re m�thode consiste � d�finir un profil en s'appuyant sur ces droites par des segments cha�n�s, appel�s aussi polylignes, d�limit�s par les intersections des droites. L'exercice propos� � r�alisation dans la suite de cet article recourt � cette fa�on de faire.

La seconde m�thode consiste � d�finir un profil en ajustant les droites aux bonnes intersections. Dans QCad, pour ce faire, il faut s�lectionner <edit><Trim two object> puis � cliquer sur la partie � conserver du premier �l�ment � couper et enfin � cliquer sur la partie � conserver du deuxi�me �l�ment � couper.

Sur cette figure, comme sur les suivantes, les cases jaunes indiquent les fonctions s�lectionn�es ( NOTA: QCad, lui, ne les colorie pas) et les croix bleues indiquent les endroits o� l'on clique.

Dans le cas de la fonction <Trim object>, on ajuste un �l�ment par rapport � un autre. Il est important de cliquer en 1 sur la partie � conserver de l'entit� � ajuster et en 2 sur l'entit� qui coupe la premi�re.

Dans le cas de la fonction <Chanfrein (Bevel)>, il importe d'indiquer d'abord les valeurs en X et Y du chanfrein, l'ajustement (trimming) ou non et enfin de cliquer sur les entit� � chanfreiner. La d�marche est la m�me pour un raccordement accessible par la fonction <Raccord (Round)>.

On notera �galement que QCad essaie de devancer l'op�rateur, ou de l'aider dans ses choix; en effet, lorsqu'une fonction activ�e n�cessite de s�lectionner une entit� pour poursuivre l'op�ration, QCad modifie la couleur de l'entit� proche du pointeur pour indiquer qu'il est alors possible de la s�lectionner d'un <clic gauche>. Il agit de m�me pour les points d'accrochage qu'il colorie en rouge.Le <clic droit>, lui, annule l'op�ration en cours et permet de remonter jusqu'au menu principal.

La Figure suivante montre le r�sultat de ces diff�rents ajustements

MISE EN PRATIQUE

Rien ne vaut pour d�couvrir un programme que de l'utiliser. Essayons de r�aliser un dessin, inspir� du logo SEV Marchal, qui me sert d'ordinaire pour mes premiers cours de Commande Num�rique. Il se dessine dans DMT 10 de M�casoft en moins de 5 minutes, cotation comprise.

Mise en place d'un format

Celui-ci n'est pas strictement n�cessaire pour l'exercice, mais un dessin technique ob�it � des normes qui d�finissent entre autres la disposition des vues et l'aspect du format (le cadre et le cartouche) qui le contient.

Ici, j'ai utilis� un format venant de DMT10 transf�r� en DXF, seul type de fichier que QCad puisse lire et g�n�rer, ce qui garantit l'�change dans les deux sens des donn�es avec tous les logiciels de DAO du monde.

Une fois le format charg�, on dispose d'une d�limitation de la zone de dessin avec le z�ro de r�f�rence au centre de l'espace. Il conviendra d'effacer les calques inutiles, de renommer celui contenant le format et d'en ajouter d'autres comme indiqu� dans paragraphe ci-dessous.

Gestion des calques

En cliquant sur l'ic�ne repr�sentant plusieurs pages empil�es, on ouvre � droite de la fen�tre la zone de gestion des calques.

Le calque s�lectionn� devient le calque actif; il appara�t en "surbrillance". L'oeil en vis � vis du nom d'un calque permet de rendre celui-ci visible ou non. L'oeil ouvert � droite de l'�cran rend visibles tous les calques, alors que l'oeil ferm� les rend invisibles. Le signe plus ajoute un calque � la liste, le signe moins supprime le calque s�lectionn�, le symboles REN permet de renommer le calque s�lectionn� et la poubelle efface tous les calques vides.

On aura besoin pour l'instant d'un calque <Format A4> qui contient le cadre, d'un calque <Trait> qui contiendra le dessin en vue de face et d'un calque <Cotation> qui contiendra la cotation du dessin.

D�finir une r�f�rence verticale

Cette droite passera par l'origine (le z�ro) et permettra la construction de droites parall�les positionn�es en X

En premier lieu, activer le calque <Trait>; puis s�lectionner un type de trait continu d'�paisseur 1 et de couleur rouge (point 5)

puis construire la "phrase" <Droite><Verticale(1)><passant par coordonn�es absolues(2)> <entrer 0,0(3)> <clic gauche(4)>

Construire un parall�le � 60

Remonter les menus par plusieurs clics droits si n�cessaire et construire la "phrase":

<Droite>< Distante (Create parallels)><entrer 60> et approcher le curseur de la droite de r�f�rence. Elle devient alors gris clair et selon la position du pointeur QCad propose de construire la parall�le � droite ou � gauche de la r�f�rence. Positionner le pointeur l�g�rement � gauche et <clic gauche> . Une droite de couleur cyan est d�pos�e.

Construire les autres droites

Les fonctions de QCad sont modales pour la plupart, c'est � dire qu'elles sont actives tant qu'on ne les a pas remplac�es par une autre. Ainsi <Droite><Distante de > est toujours activ�e. Il suffit de modifier la valeur 60 par 50 (Vertic 2) et de cliquer, puis de remplacer 50 par 25 (Vertic 3) et de cliquer. Proc�der de m�me pour les droites horizontales d�finies par rapport � une r�f�rence plac�e � 0( Horiz 4). Tracer les horizontales (5) et (5') distantes de 60 , puis (6) distante de 30 et (7) distante de 40.

Construire le 1/2 profil gauche

On s'appuiera pour cela sur les droites de construction que l'on vient de tracer. Il faut remonter dans le menu principal par <clic droit> et s�lectionner <Droite (submenu lines)><Polylignes (Create lines)><passant par Intersections (Snap automatically to..)>. D�s cet instant, le fait de placer le pointeur pr�s d'un intersection de droites de construction, d�signe celle-ci par un petit cercle rouge. Si cette intersection convient comme d�but du segment � tracer faire <clic gauche>, se d�placer jusqu'� la prochaine intersection et faire de nouveau <clic gauche>. Un segment est trac�. Mais comme la fonction est modale, ce dernier point qui est la fin du segment que l'on vient de tracer correspond �galement au d�but du prochain segment. Cela permet de dessiner des contours ferm�s, indispensables pour un hachurage. Si l'on a pas besoin d'un segment suppl�mentaire, un <clic droit> suspend la fonction en cours mais ne l'annule pas.

Donc pour ce 1/2 profil, s�lectionner un type de trait continu, d'�paisseur 2 et de couleur bleu comme indiqu� au point 1 de la figure QCad10.

Puis <clic gauche> en 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 et enfin <clic droit>. le 1/2. profil est r�alis�. Facile!

Editer le r�sultat

On entend par �dition toute modification d'un existant. Ajouter un raccordement ou un chanfrein � un profil dessin�, effacer un segment, c'est le modifier.

Quelque soit la modification � apporter, une d�marche commune est � respecter. D'abord, choisir la fonction <Edit (1)> qui ouvre un sous-menu des modifications possibles. Choisir la fonction voulue, par exemple <Effacer (2)>, qui ouvre un sous-menu de s�lection: contour, toutes les entit�s, une � une... Cela permet de choisir l'�tendue de la modification. S�lectionner par exemple <Une � une (Tag single �l�ment)(3)>, d�signer l'�l�ment (4) et valider l'action par un <clic gauche> sur l'ic�ne fl�che (5). L'�l�ment s�lectionn� est effac�.

A noter que la fonction <Une � une> est une bascule: cliquer sur un �l�ment le s�lectionne, cliquer de nouveau le d�s�lectionne. Cela permet de soustraire certains �l�ments d'un s�lection globale.

Raccorder la base de l'oreille

Revenir au menu principal, effacer droite de construction nomm�e 1 sur la figure QCad12, et s�lectionner <Edit><Raccord (Round)><Rayon (Radius) 10> <Ajust� (trimming)>

D�signer les entit�s � raccorder, puis d�placer le pointeur pr�s du raccord � cr�er. Qcad proposera alors les solutions possibles. Quand le raccord convenable est propos�, <clic gauche> pose le raccord et ajuste les entit�s.

Cr�er le 1/2 profil sym�trique

Un 1/2 profil existant, il serait absurde de dessiner l'autre, alors qu'il suffit de dupliquer le premier par sym�trie pour obtenir un profil complet.

S�lectionner <Edit><Sym�trie (Miror Object)><Ensemble (Tag Range)><Point (Snap to nothing)> et tracer une fen�tre autour du 1/2 profil (encadrement jaune sur Figure QCad13). Le profil est s�lectionn�: il devient rouge. Effectuer un <clic droit>: on revient au sous-menu s�lection. Valider en cliquant sur l'ic�ne fl�che. On revient de nouveau au sous-menu accrochage: s�lectionner <Extr�mit� (Snap to endpoints)> et d�signer les points 1 et 2 de la Figure QCad13. Un bo�te de dialogue "Miror" appara�t. Si l'on entre la valeur: 0, le 1/2 profil s�lectionn� sera d�plac�, si l'on entre la valeur: 1, il sera dupliqu�. Il convient donc d'entrer la valeur: 1 et de cliquer sur <Ok>.

Et le profil est termin�.

Dessiner les yeux

En appliquant tout ce que l'on a vu jusqu'ici, on esquisse l'oeil gauche par des horizontales et des verticales distantes (point 1) avec des caract�ristiques de droites de construction; ensuite on trace un profil en s'appuyant sur les droites avec une polyligne ayant les attributs affect�s au trac� du profil; puis on raccorde avec des rayons 5 (croix vertes) et un rayon de 25 (croix magenta) (points 2 et 3); enfin on efface les droites de construction et on duplique l'oeil gauche par sym�trie (point 4)

Je ne d�veloppe pas: toute les commandes n�cessaires � cette op�ration sont pr�cis�es plus avant

Disposer la cotation

La cotation n'est pas le point fort de QCad: il impossible d'indiquer des tol�rances ou d'�crire la cote ailleurs qu'au milieu du trait de cote. Ce dernier point a pour effet de modifier la taille des caract�res en fonction de l'espace disponible entre deux traits de rappel, ce qui conf�re � l'ensemble un aspect un peu �trange.

Quoi qu'il en soit, pour coter, il faut:

Se positionner sur le calque cotation

Choisir des attributs de traits ad�quats, notamment un �paisseur de 1 et un couleur diff�rente des autres trac�s, uniquement par commodit�. Ce n'est pas une obligation.

S�lectionner <Cotation (Submenu dimensions)><Type de cote Horizontale ou verticale ou rayon...><Extr�mit� pour accrocher les ligne de rappels, ou Intersection d�sign�e (Snap manually to..)>< Point (Snap to nothing) pour positionner la dimension>

Passer d'un type d'accrochage � un autre est facilit� par l'utilisation des raccourcis clavier: F pour <point>, E pour <Extr�mit�>, X pour <Intersections automatiques> etc.

Les point A, B et C sont assez difficiles � coter.

Effectuer une coupe: pr�paration

La repr�sentation d'un objet tridimensionnel en 2D n�cessite plusieurs vues dispos�es selon des normes de dessin, ne serait-ce que pour montrer l'�paisseur de l'objet.

Notre dessin repr�sente une pi�ce d'�paisseur 20mm usin�e en creux sur 5mm. Le dire ainsi n'est pas assez explicite, et une vue en coupe s'av�re n�cessaire. Pour ce faire:

Rendre invisible le calque <Cotation> en double cliquant sur son ic�ne oeil ouvert

Ajouter un calque <Coupe> avec l'option + du menu de gestion des calques

Activer les attributs d'un trait de coupe normalis� (un point, un tiret) d'�paisseur 1

Tracer le plan de coupe par <Droite><Polyligne><Passant par grille (Snap to grid points)> tel qu'il passe approximativement par le milieu des yeux.

Esquisser la vue en coupe:

En dessin industriel, � la planche ou DAO, il doit y avoir obligatoirement correspondance entre les vues. Ainsi, si les diff�rentes "�paisseurs" � repr�senter n'offrent aucune difficult� (il s'agit simplement de tracer des droites distantes � partir d'une r�f�rence, ici la limite sup�rieure de cadre format), il n'en est pas de m�me pour les diff�rentes "largeurs". Celles-ci s'obtiennent par projection des points d'intersection des ar�tes sectionn�es par le plan de coupe.

Il faut donc projeter ces intersections par <Droite><Verticales><Passant par Intersection>

Tracer la coupe et hachurer

En s'appuyant sur les droites de construction, tracer le profil coup� par une polyligne ayant les attributs des traits de la vue pr�c�dente (1 sur la Figure QCad18).

Modifier les caract�ristiques des traits pour les hachures (2)

S�lectionner <Hachurer (Create hatchings)(3)> <Ensemble (Tag range)> <Passant par Point (Snap to nothing)> et tracer une fen�tre autour de la vue coup�e qui est alors s�lectionn�e (4).

Valider (5)

Une bo�te de dialogue "Create hatchings" appara�t. Choisir des param�tres de hachures convenables (6)

Valider par Ok (7)

Si tout s'est bien pass�, on obtient une vue hachur�e (8)

Et enfin finir

La vue en coupe, telle qu'elle est ici repr�sent�e est en r�alit�, selon les r�gles du dessin industriel, une section. Elle devient une coupe lorsqu'on rajoute deux ar�tes manquantes au niveau des yeux. Il faut donc les ajouter par <Droite> <Polyligne> <Passant par Extr�mit�>

Il ne reste plus qu'� remplir le cartouche. Je vous laisse d�couvrir la fonction <Texte> qui autorise des fantaisies g�n�ralement inutilis�es dans ce domaine d'application.

CONCLUSION

Les applications de DAO en GPL sous Linux ne sont pas l�gion. Il convient donc de saluer les auteurs de QCad et de les remercier pour l'outil qu'il offrent � la communaut�. S'il n'est actuellement pas pr�s de d�tr�ner les applications industrielles du type Cadkey, AutoCad ou DMT, il reste un bon outil d'apprentissage et de productions de plans pas trop complexes. On regrettera cependant la faiblesse de la fonction cotation, l'absence de fonctions d'habillage (Rugosit�, tol�rances g�om�triques, plan de coupe...) et le nombre restreint de contraintes g�om�triques. Mais on se f�licitera de la facilit� d'utilisation, de l'interface simple et agr�able, de la puissance des fonctions raccordement ou de hachurage, du choix du format DXF et non d'un format prori�taire... Et bien d'autres choses � d�couvrir, ce qui devrait se faire ais�ment.

A preuve, j'ai d�couvert QCad et ses possibilit�s au fur et mesure que je r�digeais cet article, sans prendre connaissance de la documentation qui, �tant �crite en anglais, me reste totalement obscure.

Cela dit, l'optique de la DAO a fortement chang� ces derniers temps. Il est de moins en moins question de produire du dessin 2D pour repr�senter un objet tridimensionnel. Au contraire, � l'aide d'outils performants, des modeleurs volumiques param�tr�s variationnels, on �labore un mod�le 3D compl�tement d�fini en forme et en dimensions, � charge pour le logiciel de produire automatiquement mise en plan, cotation et listing de commande num�rique. Il s'agit de ProEngineer, SoldConcept, Catia, Solid Edge ou Think3D.... J'en oublie. A quand de telles applications sous Linux?

Pour l'heure, nous avons QCad et CAM Expert, son fr�re commercial dot� d'une fonction de FAO deux axes, et d'anciens produits MS-DOS, tel que DMT10 de M�csoft Industrie, fonctionnant parfaitement avec Dosemu.