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Digitales Reißbrett

Technische Zeichnungen mit LibreCAD unter Linux erstellen

22.02.2012
Technische Zeichnungen auf Profi-Niveau mit wenigen Mausklicks? Kein Problem: LibreCAD hilft beim Entwerfen und Konstruieren.

Konstruktions- oder CAD-Programme gehören unter Linux immer noch zu eine eher seltenen Spezies. Die Tabelle "Auswahl" zeigt, dass selbst für spezielle Anwendungen die entsprechende Software existiert, meist jedoch nur in einer einfachen Variante. Da freut sich die Community über jeden Neuzugang.

Auswahl

Programm Einsatzgebiet
Alliance VLSI CAD, für Halbleiter-Chips
Electric CAD für elektronische Schaltungen
PythonCAD mit Python skriptbares CAD ohne DXF-Support
QCAD klassisches 2-D CAD mit DXF- und DWX-Support
LibreCAD QCAD-Fork mit erweiterten Funktionsumfang
Sagcad sehr einfaches CAD-Programm
Xtrkcad CAD für Schienennetze von Modelleisenbahnen
Cenon GNU-Step-Applikation für Vektorgrafiken

CAD-Programme zählen zu einer eigenen Gattung: Wie Vektorzeichenprogramme arbeiten sie mit Objekten anstelle von Pixeln. Hinzu kommt, dass sie auf große Projekte und extreme Genauigkeit sowie den Einsatz wiederverwendbarer Strukturen in den Zeichnungen optimiert sind.

Die einzelnen Objekte bestehen dabei aus Anfangs-, Stütz- beziehungsweise Kontroll- und Endpunkten sowie Linien. Diese Objekte können Sie selbst erstellen und immer wieder verwenden oder sie aus externen Bibliotheken importieren. Letzteres spart nicht nur Arbeit, sondern sorgt zusätzlich dafür, das in den Dokumenten die richtigen Darstellungen – etwa nach DIN oder ISO – zum Einsatz kommen.

QCAD und LibreCAD

Als Maß der Dinge im Bereich CAD gilt das proprietäre Programm AutoCAD, dessen Datei-Formate DXF und DWG heute fast ausnahmslos für den Austausch von Dokumenten und in Bibliotheken zum Einsatz kommen. Eine Unterstützung dieser Formate ist daher extrem wichtig. Da QCAD DXF schon einigermaßen gut unterstützt, bietet dessen Fork LibreCAD [1] dies ebenfalls. Allerdings finden sich schnell Dateien, von denen sich sowohl QCAD als auch LibreCAD überfordert zeigen – hier hilft eventuell Cenon weiter.

Während die Community-Edition von QCAD noch auf dem Qt3-Toolkit basiert, setzt LibreCAD auf Qt4. Dennoch gleichen sich die beiden Programme bisher weitgehend (Abbildung 1). Der Kasten "Installation" zeigt, wie Sie die Software in Ihr System einbinden.

Abbildung 1: QCAD versus LibreCAD (rechts): Funktionen und Bedienelemente gleichen sich, obwohl sie bei LibreCAD aufgrund von Qt4 etwas moderner aussehen.

Installation

Wie so oft ist die stabile Version LibreCAD bereits in den Quellen von aktuellen Ubuntu-Distributionen enthalten. Bei älteren Distributionen reichen die folgenden drei Zeilen in einem Terminal aus, um das Programm zu installieren:

sudo add-apt-repository ppa:librecad-dev/librecad-stable
sudo apt-get update
sudo apt-get install librecad

Auch die täglich neu erscheinen Entwicklerversionen lassen sich unter Ubuntu aus einem PPA installieren:

sudo add-apt-repository ppa:librecad-dev/librecad-daily
sudo apt-get update
sudo apt-get install librecad

Debian-basierte Distributionen verhindern im Prinzip durch ein Übergangspaket, das die Dokumentation und einige Bibliotheken entfernt, die Parallelinstallation von QCAD und LibreCAD. Allerdings haben Sie die Möglichkeit, zunächst LibreCAD und dann anschließend erneut QCAD zu installieren, was zumindest bei Linux Mint zum Erfolg führt.

Das Kompilieren aus den Quellen für andere Distributionen klappt problemlos, sofern Sie die benötigte Infrastruktur (in Form der Developer-Pakete, unter anderem für Qt) auf Ihrem Rechner vorhalten. Anschließend besorgen Sie sich die Quelltexte aus dem Git-Repository [6], gegebenenfalls als Archiv.

Entpacken Sie gegebenenfalls die Quelltexte und wechseln Sie in das neu entstandene Verzeichnis. Hier bereitet qmake das Übersetzen vor, make erstellt die Programmdateien. Im Verzeichnis unix/ finden Sie anschließend die neue Version von LibreCAD.

Zu den weiteren Neuerungen von LibreCAD zählen eine Auto-Saving-Funktion, ein Plugin-System für Funktionserweiterungen sowie der Support für erweiterte, nicht rechteckige Gitter ("isometric grids", siehe Abbildung 2). Der DXF-Unterstützung haben die Entwickler verbessert, aber aufgrund von Problemen mit der Lizenz fehlen Funktionen für das DWG-Format.

Abbildung 2: LibreCAD ermöglicht den Einsatz nicht-rechtwinkliger Gitter, sogenannter "isometric grids".

Den wirklich gravierenden Nachteil von LibreCAD macht allerdings das komplette Fehlen einer Dokumentation aus. Vieles aus der QCAD-Dokumentation ([2],[3]) passt zwar auch auf LibreCAD, aber freilich fehlen dort alle Weiterentwicklungen. Immerhin berichtet ein Blog [4] sporadisch über neue Funktionen.

Die Entwickler weisen in den Release Notes darauf hin, dass auch die stabile Version  1.0 noch bei weitem nicht den Funktionsumfang kommerzieller CAD-Systeme wie AutoCAD aufweist. Allerdings scheint die weitere Entwicklung auf einem guten Weg zu sein. Das liegt vermutlich an dem Plugin-System, das ein Bereitstellen zusätzlicher Funktionen und Komponenten vereinfacht.

Das nächste Major-Release 2.0 befindet sich bereits in Arbeit. Neben einem verbesserten Offset-Support und einer höheren Performance stehen auf der Arbeitsliste unter anderem:

  • ein neuer Mechanismus zum Einrasten von Punkten ("snapping system"),
  • Winkeldrittelung ("trisecting an angle"),
  • Erweiterungen für Kreise und Ellipsen, darunter Tangenten und Innenkreise, sowie
  • Unterstützung für CJK-Fonts, also für asiatische Schriften.

Die Originaldokumentation bezeichnet QCAD als einfaches 2D-CAD-Programm, was sicherlich stimmt. Als Zielgruppe der geschätzten 100 000 Nutzer weltweit sehen die Entwickler "Hobby-Anwender, gelegentliche Anwender und Personen, die keine CAD-Ausbildung haben und trotzdem manchmal Pläne erstellen müssen".

Die QCAD-Dokumentation enthält folglich eine detaillierte Beschreibung der Programmoberfläche und erklärt auch bis zu einem gewissen Grad die Anwendung der Werkzeuge. Im Prinzip ähnelt der Aufbau des Programmfensters von QCAD und LibreCAD jenem eines Vektorgrafik-Zeichenprogramms (Abbildung 3) oder einer Bildbearbeitung: Links befindet sich ein Werkzeugkasten, rechts ein Dock, in der Mitte das Hauptfenster.

Abbildung 3: Neben technischen Zeichnungen ermöglicht LibreCAD auch das Bearbeiten beliebiger Vektorgrafiken.

Die Werkzeuge sind natürlich ganz anderer Art als bei Gimp und das Dock enthält neben den Ebenen (Layer) auch eine Übersicht über Blöcke – dabei handelt es sich um aus mehreren Objekten zusammengesetzte Strukturen, die LibreCAD als Einheit verwaltet.

Layer verwalten gleichartige oder zusammengehörige Objekte. So erfolgt üblicherweise die Bemaßung von Objekten oder Texten immer auf einer getrennten Ebene (oft mit dem Namen DIM oder TEXT). Layer lassen sich ziemlich frei einsetzen und unabhängig an- und abschalten, etwa wenn die Bemaßung beim Arbeiten stört. Dies betrifft dabei nur ihre Sichtbarkeit, in der gespeicherten Zeichnung (der DXF-Datei) bleiben unsichtbare Layer erhalten.

In Aktion

Alle Arbeiten an der Zeichnung unterteilen sich in Aktionen, wobei Sie mehrere Möglichkeiten haben, um diese auszuführen. Während Einsteiger sich vermutlich zunächst durch die Menüs hangeln, nutzen erfahrene Anwender so weit wie möglich die vordefinierten Tastenkürzel. Diese lassen sich allerdings nicht individuell anpassen, sodass es in vielen Fällen gilt, sich neue Griffe einzuprägen. Als dritte Variante gibt es die Möglichkeit, Befehle in die Kommandozeile am unteren Fensterrand einzugeben.

Einige besonders wichtige Werkzeuge stellt die Werkzeugleiste bereit. Im Menü Ansicht schalten Sie diese Elemente bei Bedarf an oder ab. Den linken Teil der Werkzeugleiste nehmen Schaltflächen ein, die das Verhalten beim Einschnappen von Punkten an Hilfslinien steuern. Es folgen Schaltflächen zum Kopieren, Einfügen oder Zurücknehmen von Aktionen.

Daneben gibt es Buttons, um die Anzeige der Zeichnung schnell zu verändern. Dies ist oft erforderlich, wenn Sie besonders präzise arbeiten wollen. Hier stehen Modi für die Übersicht und Details bereit. Ganz rechts in der Werkzeugleiste finden Sie drei Auswahlfelder, um für die aktuellen Linien Farben, Stärke und Struktur einzustellen. Wichtig ist auch die Statuszeile am unteren Rand: Sie dokumentiert und kommentiert die aktuelle Aktion.

Der Werkzeugkasten (Abbildung 4) erschließt sich erst nach und nach. Im Ausgangszustand enthält er im oberen Bereich Schaltflächen zum Zeichnen von Linien, Kreisbögen, Kreise, Ellipsen oder Polygonen. Jede führt zu einem neuen, speziellen Set an Optionen. Die weiteren Buttons stehen für das Zeichen von Splines (weiche Kurven), das Setzen von Punkten, die Eingabe von Text, die (weitgehend automatische) Bemaßung von Objekten, das Schraffieren von (Teil-)Objekten sowie das Einfügen von Bitmapgrafiken. Die letzten vier Schaltflächen zeigen wieder spezielle Optionen zum Modifizieren, geben Informationen wie beispielsweise den Flächeninhalt aus, helfen beim Erstellen von Blöcken und bei der Auswahl von Objekten.

Abbildung 4: Der Werkzeugkasten ändert die angezeigten Buttons kontextabhängig.

CAD-Programme machen normalerweise ausgiebigen Gebrauch von Bibliotheken, die schon vorgefertigte Bauteile enthalten. Nur so bleibt der Zeitaufwand bei etwas größeren Projekten in einem vernünftigen Rahmen. Voreingestellt zeigt LibreCAD diesen Browser nicht an, da es bisher keine speziellen Bibliotheken gibt. Allerdings erkennt die Software die für QCAD entwickelten Bibliotheken (enthalten im Paket partlibrary), die voreingestellt unter /usr/share/qcad/libraries/ liegen.

Diesen Pfad müssen Sie zuvor in den Applikations Einstellungen... im Menü Bearbeiten unter Pfade eintragen. Anschließend aktivieren Sie über den Menüpunkt Bibliothek Browser im Menü Ansicht unter Toolbar das Widget (Abbildung 5.) Lokale Bibliotheken speichern Sie am einfachsten unter .config/LibreCAD/libraries/ im Home-Verzeichnis.

Abbildung 5: Einen ausreichend großen Desktop vorausgesetzt, lohnt es sich für mehr Übersichtlichkeit, den Browser für die Elemente aus der Bibliothek als separates Fenster zu platziert.

CAD-Systeme nutzen bei der Konstruktion sowohl für die Zeichnung, als auch für Objekte globale und lokale Koordinatensysteme. LibreCAD unterstützt daher mehrere Arten vom Koordinatensystemen. In der Voreinstellung präsentiert es das rechtwinklige, kartesische Koordinatensystem. In diesem ordnen Sie Objekte über absolute Koordinaten in der Form X,Y an, etwa um ein Objekt zu positionieren. Daneben erlaubt LibreCAD die Eingabe relative Koordinaten in der Form @X,Y bei der Eingabe in der Kommandozeile.

Als weiteres Koordinatensystem stehen Polar-Koordinaten in der Art Abstand,Winkel zur Verfügung. Winkel beziehen sich dabei auf die (nach rechts weisende) X-Achse. Die relative Variante dieser Koordinaten beginnt wieder einem @, hat also die Form @Abstand,Winkel. Alle Wertepaare trennen Sie durch ein Komma, der Dezimalpunkt dient zur Eingabe der Nachkommastellen. Eine Einführung in die Konstruktion mit QCAD enthält der Artikel [5], der sich weitgehend auch auf LibreCAD übertragen lässt.

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