Kendala (desain berbantuan komputer)

Kendala dalam perangkat lunak desain berbantuan komputer (Computer-aided Design; CAD) adalah batasan yang diberlakukan oleh seorang desainer terhadap sifat geometris^[1]^:203 dari entitas model desain untuk mempertahankan strukturnya saat model dimanipulasi. Properti ini dapat mencakup panjang relatif, sudut, orientasi, ukuran, pergeseran, dan perpindahan.^[2]

Kendala dapat ditentukan pada dua atau lebih entitas sekaligus. Misalnya, dua garis dapat diberi kendala untuk memiliki panjang yang sama atau dua lingkaran memiliki dua jari-jari yang sama. Selain itu, kendala juga dapat diaplikasikan agar model padat dapat dikunci pada lokasi spesifik pada suatu ruang. Kendala dapat diaplikasikan pada sketsa dua dimensi dan tiga dimensi.

Konsep kendala pertama kali dikemukakan sekitar tahun 1960-an dan dikembangkan lebih lanjut pada tahun 1970 hingga 1980-an.

Ringkasan

Tujuan utama dari kendala adalah untuk membatasi satu atau lebih entitas dengan entitas, bidang, atau benda lainnya dalam desain.^[1]^:203 Kendala yang efektif dapat didefinisikan pada level perakitan maupun pada sketsa.

Derajat kebebasan

Pengembangan sistem kendala yang baik dalam suatu desain merupakan proses yang memakan waktu.^[1]^:206 Salah satu pendekatan untuk mendifinisikan kendala yang baik adalah dengan menghilangkan derajat kebebasan (Degrees of Freedom; DOF). Derajat kebebasan biasanya diwakili oleh koordinat Cartesius (X,Y,Z) dalam ruang.^[1]^:206Perancang dapat dengan cepat mengetahui apakah suatu entitas telah diberi kendala atau tidak dengan menghitung jumlah DOF yang dihapus darinya.^[1]^:206

Jenis

Kendala geometris

Ada beberapa kendala yang dapat diterapkan untuk membatasi antar entitas atau benda dengan entitas atau benda lainnya, tergantung pada geometri alaminya (bisa juga disebut sebagai ''pasangan'' atau "mates"). Kendala-kendala tersebut adalah kolinearitas, tegak lurus, tangensi, simetri, koinsidens, dan paralelisme. Kendala-kendala tersebut dapat membatasi orientasi dari entitas tersebut.^[3]^[1]^:203

Berbagai jenis kendala^[1]^:208
Jenis	Diterapkan pada	Hasil	Contoh
Koinsidens	Titik, Lingkaran, Busur	Membuat beberapa poin pada entitas geometris untuk berbagi koordinat yang sama pada ruang (misalnya `X, Y, Z`). Saat satu titik berpindah tempat, semua titik lain mengikuti perubahan koordinat tersebut.	Titik pada dua garis; pusat lingkran pada satu garis
Sejajar	Garis	Membuat dua garis lurus menjadi sejajar.
Tegak lurus	Garis	Membuat dua garis lurus menjadi tegak lurus.
Segaris	Garis	Membuat dua garis berada pada garis atau bidang matematis yang sama.
Ditetapkan atau ditegarkan	Titik atau Garis	Membuat titik atau garis untuk tidak bergerak.
Tangen	Garis	Memaksa dua entitas untuk bersinggungan hanya pada satu titik.	Sebuah garis yang bersinggungan pada roda gigi.
Dimensi	Titik, Garis, Busur, dan lain sebagainya	Menetapkan ukuran pada suatu entitas berdasarkan nilai dan unit yang telah ditentukan. Dimensi dapat ditandai sebagai dimensi referensi `REF` dengan atau tanda kurung.^[1]^:209	Sudut antara dua garis; jarak antara titik dan garis; jari-jari atau panjang busur.

Parametrik

Sistem CAD 2D/3D yang lebih canggih memungkinkan penerapan hubungan matematis antara kendala-kendala melalui sistem parametrik.^[1]^:212 Melalui sistem parametrik ini, pengubahan desain dapat dilakukan dengan cepat dengan memanfaatkan algoritma yang menghubungkan maksud dan hasil desain.

Kendala perakitan

Dalam perakitan model, kendala dapat didefisinikan untuk mengontrol dan membatasi pergerakan entitas atau relasi antar entitas dalam desain. Beberapa kendala memaksa respons dari suatu entitas berdasarkan pergerakan dari entitas lainnya. Hal ini memungkinkan desain menjadi responsif secara keseluruhan.^[1]^:251

Berbagai jenis kendala perakitan^[1]^:253
Jenis	Deskripsi
Dimensi antara dua bidang	Menghilangkan satu DOF translasi dan dua DOF rotasi.
Dimensi antara satu bidang dan satu tepi lurus	Menghilangkan satu DOF translasi dan satu DOF rotasi.
Dimensi antara satu bidang dan satu titik	Menghilangkan satu DOF translasi.
Paralelisme antara dua bidang	Menghilangkan dua DOF rotasi; membuat sisi bidang menjadi sejajar.
Paralelisme antara dua tepi lurus
Tegak lurus antara dua bidang
Tepi lurus yang koinsidens dan segaris	Membuat dua tepi dapat bergeser sepanjang satu sama lain.
Tegak lurus antara bidang melengkung dan sebuah bidang rata	Menghapus satu DOF translasi dan satu DOF rotasi; memungkinkan bagian dengan bidang melengkung untuk bergulir pada bidang rata.
"Menetapkan" satu benda relatif pada benda lainnya	Membuat benda yang diberikan kendala atau batasan untuk bergerak sebagai satu entitas kaku.
Menetapkan satu benda pada titik asal global	Menghilangkan seluruh DOF; mengunci benda tersebut pada titik asal global.

Referensi

^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g ^h ⁱ ^j ^k Schoonmaker, Stephen J. (2003). The CAD guidebook : a basic manual for understanding and improving computer-aided design. New York: Marcel Dekker. ISBN 0-8247-0871-7. OCLC 50868192.
^ The Electronic design studio : architectural knowledge and media in the computer era. Malcolm McCullough, William J. Mitchell, Patrick Purcell. Cambridge, Mass.: MIT Press. 1990. ISBN 0-262-13254-0. OCLC 20692928.
^ "Understanding Geometric Constraints - AutoCAD® 2012 FOR DUMMIES® [Book]". www.oreilly.com (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal 2022-02-12.

Sumber

Omura, George (2009). Introduction AutoCAD 2010 and AutoCAD LT 2010 (dalam bahasa Inggris) (edisi ke-1). Indianapolis, Indiana: Wiley Publishing, Inc. hlm. 117-122. ISBN 978-0-470-43867-1.
Banach, Daniel T.; Jones, Travis; Kalameja, Alan J. (2011). Autodesk® Inventor® 2011 Essentials Plus. Delmar/Cengage Learning. New York: Autodesk Press. hlm. 312-341. ISBN 978-1-1111-3527-0.

[Schoonmaker2003-1] ^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g ^h ⁱ ^j ^k Schoonmaker, Stephen J. (2003). The CAD guidebook : a basic manual for understanding and improving computer-aided design. New York: Marcel Dekker. ISBN 0-8247-0871-7. OCLC 50868192.

[:0-2] The Electronic design studio : architectural knowledge and media in the computer era. Malcolm McCullough, William J. Mitchell, Patrick Purcell. Cambridge, Mass.: MIT Press. 1990. ISBN 0-262-13254-0. OCLC 20692928.

[3] "Understanding Geometric Constraints - AutoCAD® 2012 FOR DUMMIES® [Book]". www.oreilly.com (dalam bahasa Inggris). Diakses tanggal 2022-02-12.

[1]

[2]

[3]