FreeCAD內建組合平台Assembly入門
FreeCAD 1.0與舊版相比最大的變革，就是內建全新組合工作平台Assembly。但如果你用過先前的外掛組合平台A2plus，Assembly會讓你覺得十分難上手。更要命的是，Assembly現存bug有夠多，多到讓人想翻桌。但沒辦法，這就是未來，你得去適應它，等它變得更好。且Assembly新增爆炸圖、齒輪組、螺紋組等實用指令，還是值得大家花時間一探究竟。
本篇教大家如何用Assembly從頭到尾完成一個曲柄滑塊機構組合檔，並分享阿伯對Assembly的操作心得，讓大家可以趨吉避凶，不會一開始就撞個滿頭包。
首先，阿伯用Part Design工作平台建立4個機構零件如下：
在Part Design平台建立零件時，實體名稱預設為Body。但Assembly輸出零件BOM表時，會以實體名稱當作零件名稱(Name)。若不將Body改為正確名稱，BOM表所有零件名稱就都是Body囉。所以，請養成改名的好習慣。
建立新檔並進入Assembly平台後，畫面如下圖：
(1)左擊Create Assembly新增組合，樹狀圖就會出現一個被選取狀態的Assembly，其下包括代表絕對座標系的原點Origin及代表結合拘束條件的Joints。Origin下有X、Y、Z軸及XY、XZ、YX平面，未來建立的結合拘束條件則會出現在Joints下。如下圖：
(2)左擊Insert Component新增零件，Tasks視窗出現指令操作介面如下圖：
先左擊Open file選取零件所在路徑，並選取所需零件後，左擊開啟。Tasks視窗操作介面就會出現零件清單，如下圖：
如果開啟新檔後尚未存檔，當你選擇第一個插入的零件時，程式會強迫你先存檔才能進行後續動作。存檔完後程式又問你是否將第一個零件設為接地固定ground？請務必選Yes，不然會有bug，如下圖：
然後主畫面出現零件與位置調整座標圖示。紅色箭頭代表X軸，綠色箭頭代表Y軸，藍色箭頭代表Z軸。紅色圓點弧線代表繞X軸旋轉，綠色圓點弧線代表繞Y軸旋轉，藍色圓點弧線代表繞Z軸旋轉。用滑鼠游標左鍵按住箭頭拖拉可讓零件在該軸平移，按住圓點拖拉則可讓零件繞該軸旋轉。但，因為這是第一個零件，請務必不要做任何移動或旋轉，否則會有bug。如下圖：
因為底座滑軌只要一個，所以我們啥都別動直接點下一個零件滑塊。並用前述座標圖示將滑塊移到方便組裝的位置，然後按OK完成。如下圖：
你會發現樹狀圖中檔名已經變成你存檔的名稱，插入的零件名稱出現在Joints下方，而所有已經開啟的零件檔案則出現在最下方。如下圖：
(3)用2個面貼面結合讓滑塊被限制只能沿著軌道滑行。Assembly提供距離結合(Create Distance Joint)指令，當選擇2平面又套用預設值0時就等於面貼面。建立結合時建議先點指令圖示開啟Tasks視窗操作介面，再點選要結合的幾何特徵。如下圖：
先點開指令再選幾何特徵的好處就是你可以先確認該幾何特徵的局部座標位置與座標軸指向是否正確。局部座標位置與指向為何重要？因為Assembly的Joint指令就是把2個幾何特徵的局部座標依照指令邏輯直接結合在一起，然後把不可動的自由度關掉，可動的自由度開放或附加限制。如果局部座標位置或指向錯誤，結果當然就不符預期。
局部座標的紅線代表X軸，綠線代表Y軸，藍線代表Z軸，白色圓代表XY平面。當你先選Create Distance Joint，再選2個平面，並將距離Distance設為0按OK，結果就是這2個平面局部座標的XY平面被貼在一起。我們將滑塊側面與滑軌內側面結合如下圖：
有時結合後的零件位置會妨礙接下來的工作，在此我們先在滑塊上點2下滑鼠左鍵叫出移動用座標，然後調整位置如下圖：
左鍵點空白處關閉移動用座標後，再將滑塊底面與滑軌底面結合，滑塊就只能在軌道上滑動，如下圖：
(4)左擊Insert Component新增零件，在圓柱銷點一下左鍵。並用前述座標圖示將滑塊移到方便組裝的位置，然後按OK完成。如下圖：
(5)將第一支圓柱銷固定於底座滑軌轉軸處，方法如下圖：
(6)用Insert Component新增第二支圓柱銷，並將圓柱銷固定在滑塊圓孔中央，如下圖：
完成結果如下圖：
當我們選擇圓形邊緣線時，局部座標原點會在圓心上，局部座標的XY平面與圓共平面，Z軸則通過圓心垂直於XY平面。選擇圓柱面時，局部座標的XY平面落在圓柱1/2高處， Z軸則與圓柱面同軸。知道選擇不同幾何特徵的局部座標位置與軸向，就能預判組合結果是否正確。
(7)同步驟(4)用Insert Component新增第一支連桿，並將連桿一端圓孔旋轉結合在位於底座滑軌轉軸處的圓柱銷中央，如下圖：
(8)以滑鼠左鍵點選連桿拖拉即可調整連桿轉角。然後同步驟(4)用Insert Component新增第三支圓柱銷，並同步驟(6)將圓柱銷固定在連桿另一端圓孔中央，如下圖：
(9)同步驟(4)用Insert Component新增第二支連桿，並將連桿一端圓孔旋轉結合在位於第三支圓柱銷的外側圓，如下圖：
(10)同步驟(9)將連桿另一端圓孔旋轉結合在第二支圓柱銷的外側圓，如下圖：
完成結果如下圖：
(11)同步驟(9)~(10)同上法將最後一支連桿裝上，如下圖：
以滑鼠左鍵點選滑塊拖拉即可讓整組機構作動，但請記得別把機構拉到極點，會卡住喔。
(12)用Create Bill of Materials建立BOM表，如下圖：
完成的BOM表第一欄Index顯示零件序號，第二欄Name顯示零件名稱，本文一開始要你記得改名的內容會顯示在此。第三欄Description顯示註解，預設值為空白，你可以任意輸入內容。預設值不是空白的內容有保護，不可修改。第四欄Quantity會顯示零件數量。第五欄File Name檔案名稱會顯示該檔案所在的完整路徑與檔名，把位置移到最後面是因為一般出圖的BOM表不顯示檔名，我們出圖選擇BOM表範圍時只要不含E欄，就可把檔名去掉。完成的BOM表如下圖：
目前BOM表第一列標題只能顯示英文且無法自行修改內容，希望未來改版能支援繁體中文。
範例到此就完成囉，你可以用自己建立的3D零件自己組組看。
(FreeCAD 1.0.2版適用)
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