chiark / gitweb /
37b46b6dafa2a6db10922af8ce04aab812ab2347
[reprap-play.git] / sewing-table.scad.m4
1 // -*- C -*-
2
3 include <funcs.scad>
4 include <commitid.scad>
5
6 ply_th = 18;
7 ply_hole_dia = 15;
8 ply_edge_min = 10;
9
10 tile_th = 3;
11 post_dia = 8;
12
13 post_shorter = 1;
14
15 screw_dia = 2.2;
16 screw_big_dia = 3.6;
17 screw_big_len = 4.0;
18
19 round_edge_rad = 2.0;
20
21 round_cnr_rad = 10;
22
23 interlock_dia = 10;
24 interlock_fine = 0.66;
25
26 interlock_fine_slope = 1.0;
27 interlock_fine_lenslop = 1.0;
28
29 demo_slop = 0.1;
30
31 // cutout
32
33 machine_rear_to_front = 85;
34
35 machine_rear_profile = [
36                         [ -  0,  -0.00 ],
37                         [ -  2,  -0.10 ],
38                         [ -  4,  -0.20 ],
39                         [ -  5,  -0.30 ],
40                         [ -  6,  -0.40 ],
41                         [ -  7,  -0.50 ],
42                         [ -  8,  -0.75 ],
43                         [ - 10,  -1.50 ],
44                         [ - 12,  -2.25 ],
45                         [ - 14,  -3.25 ],
46                         [ - 16,  -4.25 ],
47                         [ - 18,  -5.75 ],
48                         [ - 20,  -8.00 ]
49                         ];
50
51 machine_front_profile =  [
52                           [  128,  -3.70,  ],
53                           [  124,  -2.90,  ],
54                           [  120,  -2.45,  ],
55                           [  116,  -2.10,  ],
56                           [  112,  -1.80,  ],
57                           [  108,  -1.55,  ],
58                           [  104,  -1.25,  ],
59                           [  100,  -1.00,  ],
60                           [   96,  -0.80,  ],
61                           [   92,  -0.65,  ],
62                           [   88,  -0.55,  ],
63                           [   84,  -0.50,  ]
64                           ];
65
66 cutout_l_end_y_front_slop = 0.5;
67 cutout_l_end_y_rear_slop = 0.5;
68 cutout_l_end_x_slop = 0.25;
69
70 cutout_l_end_x = 22;
71 cutout_l_end_y = machine_rear_to_front;
72 cutout_l_end_curve = 1;
73 cutout_l_end_y_total = cutout_l_end_y
74   + cutout_l_end_y_front_slop + cutout_l_end_y_rear_slop;
75
76 tile02_tr = [-250, 0];
77 tile01_tr = [  0, 0];
78
79 cutout_tile01_y = 170 - 147 + cutout_l_end_y_front_slop;
80 cutout_tile11_x = cutout_l_end_x + cutout_l_end_curve;
81 cutout_tile11_y = cutout_l_end_y_total - cutout_tile01_y;
82
83 // front and rear curves
84
85 rearedge_len = 170;
86
87 rearcurve_strt_len = 52;
88
89 rearcurve_z_slop = 0.75;
90
91 rearcurve_avoid_y = 35;
92
93 rearcurve_double_inrad = 26.10 + 8.04;
94
95 reartablet_z = 2.54;
96 reartablet_x = 5 + 1;
97 reartablet_y = 5;
98
99 frontcurve_side_skew = 3.5 / 72;
100 frontcurve_avoid_y = 70;
101
102 // calculated
103
104 TEST = false;
105
106 ply_edge_hole_dist = ply_edge_min + ply_hole_dia/2;
107
108 echo(str("HOLES IN PLY ctr dist from PLY edge = ", ply_edge_hole_dist));
109
110 hole_slop = (ply_hole_dia - post_dia)/2;
111 tile_hard_edge_hole_dist = ply_edge_hole_dist + hole_slop;
112
113 echo(str("HOLES IN PLY ctr dist from TILE HARD edge = ",
114          tile_hard_edge_hole_dist));
115
116 echo(str("HOLES IN PLY ctr dist from TILE ROUND edge = ",
117          tile_hard_edge_hole_dist + round_edge_rad));
118
119 thehd = [ tile_hard_edge_hole_dist, tile_hard_edge_hole_dist ];
120 thehd_tr = thehd;
121 thehd_tl = [ -thehd_tr[0], thehd_tr[1] ];
122 thehd_bl = -thehd_tr;
123 thehd_br = -thehd_tl;
124
125 interlock_rad = interlock_dia/2;
126 interlock_negative_rad = interlock_rad + 0.125;
127
128 interlock_sq_adj = 0.2; // arbitrary
129
130 first_front = machine_front_profile[len(machine_front_profile)-1];
131
132 module Post(){
133   mirror([0,0,1]) {
134     difference(){
135       cylinder(r= post_dia/2, h= tile_th + ply_th - post_shorter);
136       translate([0,0, tile_th]) {
137         cylinder(r= screw_big_dia/2, h= screw_big_len);
138         cylinder(r= screw_dia/2, h= ply_th, $fn=20);
139       }
140     }
141     if (TEST) {
142       tsz = tile_hard_edge_hole_dist - test_edge + 1;
143       translate([0,0, tile_th/2]) {
144         cube([post_dia, tsz*2, tile_th], center=true);
145         cube([tsz*2, post_dia, tile_th], center=true);
146       }
147     }
148   }
149 }
150
151 module Posts(posts) {
152   for (p= posts) {
153     translate(concat(p, [0]))
154       Post();
155   }
156 }
157
158 module TileBase(botleft, topright){
159   size = topright - botleft;
160   botleft_post = botleft + thehd_tr;
161   topright_post = topright + thehd_bl;
162   difference(){
163     mirror([0,0,1])
164       translate(concat(botleft, [0]))
165       cube(concat(size, [tile_th]));
166     if (!TEST) {
167       translate( concat(botleft_post, [ -tile_th ])
168                  + 0.5 * [ post_dia, post_dia, 0 ] )
169         Commitid_BestCount_M( topright_post-botleft_post
170                               + [-post_dia,-post_dia]
171                               + [0, thehd[1]]);
172     }
173     if (TEST) {
174       translate( concat(botleft + [thehd[0], 0], [0]) )
175         Commitid_BestCount([ size[0] - thehd[0]*2, thehd[1] ]);
176       difference(){
177         mirror([0,0,1]) {
178           translate(concat(botleft + [test_edge,test_edge], [test_tile_th]))
179             cube(concat(size - [test_edge,test_edge]*2, [tile_th]));
180           translate(concat(botleft_post, [-1]))
181             cube(concat(topright_post-botleft_post, [tile_th+2]));
182         }
183         minkowski(){
184           Machine();
185           cube(max(test_edge, tile_hard_edge_hole_dist)*2, center=true);
186         }
187       }
188     }
189   }
190 }
191
192 m4_dnl  INREFFRAME(left_cnr, right_cnr, morevars) { body; }
193 m4_define(`INREFFRAME',`
194   length_vec = ($2) - ($1);
195   length = dist2d([0,0], length_vec);
196   length_uvec = length_vec / length;
197   ortho_uvec = [ -length_uvec[1], length_uvec[0] ];
198   m = [ [ length_uvec[0],  ortho_uvec[0], 0, ($1)[0], ],
199         [ length_uvec[1],  ortho_uvec[1], 0, ($1)[1], ],
200         [ 0,              0,              1,            0, ],
201         [ 0,              0,              0,            1, ] ];
202   $3
203   multmatrix(m)
204 ')
205
206 m4_dnl  INREFFRAME(left_cnr, right_cnr, morevars)
207 m4_dnl    INREFFRAME_EDGE { body; }
208 m4_define(`INREFFRAME_EDGE',`
209   translate([0,0, -round_edge_rad])
210 ')
211
212 module RoundEdge(left_cnr, right_cnr) {
213   INREFFRAME(left_cnr, right_cnr)
214     INREFFRAME_EDGE {
215     difference(){
216       rotate([0,90,0])
217         cylinder(r= round_edge_rad, h= length, $fn=50);
218       translate([-1, 0, -20])
219         cube([length+2, 20, 20]);
220     }
221   }
222 }
223
224 module RoundCornerCut(ci) {
225   // ci should be [this_cnr, right_cnr]
226   // where right_cnr is to the right (ie, anticlockwise)
227   this_cnr = ci[0];
228   right_cnr = ci[1];
229   offr= round_cnr_rad - round_edge_rad;
230   INREFFRAME(this_cnr, right_cnr) INREFFRAME_EDGE {
231     difference(){
232       cube(offr*2 - 0.1, center=true);
233       translate([offr, offr, 0])
234         cylinder(center=true, h=20, r= offr);
235     }
236   }
237 }
238
239 module RoundCornerAdd(ci) {
240   this_cnr = ci[0];
241   right_cnr = ci[1];
242   bigr = round_cnr_rad - round_edge_rad;
243   INREFFRAME(this_cnr, right_cnr) INREFFRAME_EDGE {
244     intersection(){
245       cube(bigr*2 + 0.1, center=true);
246       translate([bigr, bigr, 0])
247         rotate_extrude(convexity=10, $fn=50)
248         translate([bigr, 0])
249         difference(){
250           circle(r= round_edge_rad, $fn=50);
251           mirror([1,1])
252             square([20,20]);
253         }
254     }
255   }
256 }
257
258 module InterlockLobePlan(negative) {
259   r = negative ? interlock_negative_rad : interlock_rad;
260   ymir = negative ? 0 : 1;
261
262   dx = sqrt(3) * r;
263   $fn= 80;
264   translate([thehd[0], 0]){
265     mirror([0,ymir]){
266       circle(r=r);
267       difference(){
268         translate([-dx, -0.1])
269           square([ dx*2, r/2 + 0.1 ]);
270         for (xi = [-1, 1]) {
271           translate([ xi*dx, r ])
272             circle(r=r);
273         }
274       }
275     }
276   }
277 }
278
279 module InterlockEdgePlan(negative, nlobes, length, dosquare=true) {
280   for (lobei = [ 0 : nlobes-1 ]) {
281     lobex = (length - thehd[0]*2) * (lobei ? lobei / (nlobes-1) : 0);
282     translate([lobex, 0, 0]) {
283       InterlockLobePlan(negative);
284     }
285   }
286
287   if (dosquare) {
288     iadj = 0;
289     slotshorter = negative ? -0.1 : interlock_fine_lenslop;
290     mirror([0, negative])
291       translate([slotshorter, iadj])
292       square([length - slotshorter*2, interlock_fine + iadj*2]);
293   }
294 }
295
296 module InterlockEdge(left_cnr, right_cnr, negative=0, nlobes=2) {
297   plusth = negative * 1.0;
298   protr = interlock_fine + interlock_sq_adj;
299
300   z2 = -tile_th/2;
301   z1 = -tile_th/2 - protr / interlock_fine_slope;
302   z3 = -tile_th/2 + protr / interlock_fine_slope;
303
304   negsign = negative ? -1 : +1;
305   yprotr = negsign * protr;
306
307   INREFFRAME(left_cnr, right_cnr) {
308     for (vsect = [ // zs0            zs1      ys0,            ys1
309                   [ -tile_th-plusth, plusth,  0,              0],
310                   [ z1,              z2,      0, yprotr],
311                   [ z2,              z3,      yprotr, 0],
312                   ]) {
313       zs0 = vsect[0];
314       zs1 = vsect[1];
315       zsd = zs1-zs0;
316       ys0 = vsect[2];
317       ys1 = vsect[3];
318       ysd = ys1-ys0;
319       sl = ysd/zsd;
320       m = [ [ 1,0,   0,    0 ],
321             [ 0,1, -sl, -ys0 + negsign*interlock_sq_adj ],
322             [ 0,0,   1,  zs0 ],
323             [ 0,0,   0,    1 ] ];
324       multmatrix(m)
325         linear_extrude(height=zsd, convexity=10)
326         InterlockEdgePlan(negative, nlobes, length, !!ysd);
327     }
328   }
329 }
330
331 function TestPiece_holes2corners(holes) =
332   [ holes[0] + thehd_bl,
333     holes[1] + thehd_br,
334     holes[1] + thehd_tr,
335     holes[0] + thehd_tl ];
336
337 module TestPiece1(){ ////toplevel
338   holes = [ [-100, 0],
339             [   0, 0]
340             ];
341   corners = TestPiece_holes2corners(holes);
342   rcs = [corners[0], corners[1]];
343   difference(){
344     union(){
345       TileBase(corners[0], corners[2]);
346       Posts(holes);
347       RoundEdge(corners[0], corners[1]);
348       RoundEdge(corners[3], corners[0]);
349     }
350     InterlockEdge(corners[1], corners[2], 1, nlobes=1);
351     RoundCornerCut(rcs);
352   }
353   RoundCornerAdd(rcs);
354 }
355
356 module TestPiece2(){ ////toplevel
357   holes = [ [   0, 0],
358             [  50, 0]
359             ];
360   corners = TestPiece_holes2corners(holes);
361   TileBase(corners[0], corners[2]);
362   Posts(holes);
363   RoundEdge(corners[0], corners[1]);
364   InterlockEdge(corners[3], corners[0], 0, nlobes=1);
365 }
366
367 module TestDemo(){ ////toplevel
368   translate([ -thehd[0], 0 ])
369     color("blue")
370     TestPiece1();
371   translate([ +thehd[0] + demo_slop, 0 ])
372     TestPiece2();
373 }
374
375 module Machine_Arm(){
376   ysz = cutout_l_end_y_total;
377   // assume the round end is arc of a circle
378   chordlen = dist2d([0,0], [ cutout_l_end_y, cutout_l_end_curve ]);
379   endrad = cutout_l_end_y / cutout_l_end_curve * chordlen;
380   
381   translate([0,0,-30]) linear_extrude(height=60) {
382     translate(tile01_tr + [0, (-cutout_tile01_y + cutout_tile11_y)/2]) {
383       intersection(){
384         translate([-100, -ysz/2])
385           square([400, ysz]);
386         translate([ endrad - cutout_tile11_x - cutout_l_end_x_slop, 0 ])
387           circle(r=endrad, $fa=0.01,$fd=5);
388       }
389     }
390   }
391 }
392
393 module Machine_Profile(){
394   first_rear = machine_rear_profile[0];
395   below_point = 0.5 * ( first_rear + first_front ) + [ 0, -10 ];
396   pol = concat( machine_rear_profile,
397                 [ below_point ],
398                 machine_front_profile);
399   skew_angle = atan2( first_front[1] - first_rear[1],
400                       first_front[0] - first_rear[0] );
401   echo(below_point, pol, skew_angle);
402   hull(){
403     for (z=[0,-40]) {
404       translate([0,z]) {
405         //scale([1,5])
406         rotate([0,0, -skew_angle ]){
407           //translate( - first_front )
408           polygon(pol);
409         }
410       }
411     }
412   }
413 }
414
415 module Machine_RearProfile(){
416   intersection(){
417     Machine_Profile();
418     translate([ -200 + machine_rear_to_front/2, -100 ]) {
419       square([200,200]);
420     }
421   }
422 }
423
424 module Machine_FrontProfile(){
425   intersection(){
426     Machine_Profile();
427     translate([ machine_rear_to_front/2, -100 ]) {
428       square([200,200]);
429     }
430   }
431 }
432
433 module Machine_Curves(){ ////toplevel
434   translate([ tile01_tr[0] - cutout_l_end_x + rearedge_len,
435               cutout_tile11_y,
436               0 ]){
437     //%cube([20,20,20]);
438     translate([ -reartablet_x,
439                 -1,
440                 -reartablet_z])
441       mirror([0,0,1])
442       cube([ reartablet_x+1,
443              reartablet_y+1,
444              20 ]);
445   }
446   translate([ tile01_tr[0] - cutout_l_end_x + rearedge_len,
447               cutout_tile11_y,
448               0 ]){
449     translate([ 0, -first_front[0] , 0 ])
450       multmatrix([[1, -frontcurve_side_skew, 0, 0],
451                   [0,  1,   0, 0],
452                   [0,  0,   1, 0],
453                   [0,  0,   0, 1]])
454       translate([ 0, first_front[0] , 0 ])
455       mirror([1,0,0]){
456       rotate([0,-90,0])rotate([0,0,-90]){
457         linear_extrude(height= 200)
458           Machine_FrontProfile();
459       }
460     }
461     translate([ rearcurve_strt_len,
462                 0,
463                 rearcurve_z_slop ]){
464       translate([ 1,
465                   0,
466                   0
467                   ]){
468         rotate([0,-90,0])rotate([0,0,-90]){
469           linear_extrude(height= rearcurve_strt_len + 1)
470           Machine_RearProfile();
471         }
472       }
473       translate([ 0,
474                   0,
475                   rearcurve_double_inrad ]) {
476         intersection(){
477           rotate([90,0,0]){
478             rotate_extrude(convexity=10, $fn=32) {
479               rotate([0,0,90]) translate([ 0,
480                           -rearcurve_double_inrad ]) {
481                 Machine_RearProfile();
482               }
483             }
484           }
485           mirror([0,0,1])
486             translate([0,-75,0]) cube([150,150,150]);
487         }
488       }
489     }
490   }
491 }
492
493 module Machine(){ ////toplevel
494   Machine_Arm();
495   Machine_Curves();
496 }
497   
498 function Rectangle_corners(c0, sz) =
499   // returns the corners of a rectangle from c0 to c0+sz
500   // if sz is positive, the corners are anticlockwise starting with c0
501   [ c0 + [ 0,     0     ],
502     c0 + [ sz[0], 0     ],
503     c0 + [ sz[0], sz[1] ],
504     c0 + [ 0,     sz[1] ] ];
505
506 function Rectangle_corners2posts(c) =
507   [ c[0] + thehd_tr,
508     c[1] + thehd_tl,
509     c[2] + thehd_bl,
510     c[3] + thehd_br ];
511
512 module Rectangle_TileBase(c) { TileBase(c[0], c[2]); }
513
514 function Posts_interpolate_one(c0,c1) = [c0, (c0+c1)/2, c1];
515
516 m4_dnl   R_EDGE(c,ix)
517 m4_dnl        c is from Rectangle_corners and
518 m4_dnl        ix is a corner number
519 m4_dnl    expands to two comma-separated corners:
520 m4_dnl    that denoted by ix, and the next one anticlockwise
521 m4_define(`R_EDGE',`$1[$2],$1[(($2)+1)%4]')
522
523 module Tile02(){ ////toplevel
524   sz = [100,170];
525   c0 = tile02_tr + -sz;
526   c = Rectangle_corners(c0, sz);
527   posts = Rectangle_corners2posts(c);
528   rcs = [R_EDGE(c,0)];
529   difference(){
530     union(){
531       Rectangle_TileBase(c);
532       Posts(posts);
533       RoundEdge(R_EDGE(c,0));
534       RoundEdge(R_EDGE(c,3));
535       InterlockEdge(R_EDGE(c,2), 0);
536     }
537     InterlockEdge(R_EDGE(c,1), 1);
538     RoundCornerCut(rcs);
539   }
540   RoundCornerAdd(rcs);
541 }
542
543 module Tile12(){ ////toplevel
544   sz = [100,250];
545   c0 = tile02_tr + [-sz[0], 0];
546   c = Rectangle_corners(c0, sz);
547   posts = Rectangle_corners2posts(c);
548   rcs = [R_EDGE(c,3)];
549   difference(){
550     union(){
551       Rectangle_TileBase(c);
552       Posts(posts);
553       RoundEdge(R_EDGE(c,2));
554       RoundEdge(R_EDGE(c,3));
555     }
556     InterlockEdge(R_EDGE(c,0), 1);
557     InterlockEdge(R_EDGE(c,1), 1);
558     RoundCornerCut(rcs);
559   }
560   RoundCornerAdd(rcs);
561 }
562
563 tile_01_11_cnr = tile01_tr + [-cutout_tile11_x, 0];
564 tile_11_10_cnr = tile01_tr + [0, cutout_tile11_y];
565 tile_01_00_cnr = tile01_tr - [0, cutout_tile01_y];
566
567 module Tile11(){ ////toplevel
568   sz = [250,250];
569   c0 = tile01_tr + [-sz[0],0];
570   c = Rectangle_corners(c0, sz);
571   cnr_posts = Rectangle_corners2posts(c);
572   posts = concat(
573                  Posts_interpolate_one(cnr_posts[0],
574                                        cnr_posts[1] - [cutout_tile11_x, 0]),
575                  [ cnr_posts[1] + [0, cutout_tile11_y],
576                    cnr_posts[2],
577                    cnr_posts[3]
578                    ]);
579   difference(){
580     union(){
581       Rectangle_TileBase(c);
582       Posts(posts);
583       RoundEdge(R_EDGE(c,2));
584       InterlockEdge(R_EDGE(c,3));
585     }
586     InterlockEdge(c[0], tile_01_11_cnr, 1);
587     InterlockEdge(tile_11_10_cnr, c[2], 1);
588     Machine();
589   }
590 }    
591
592 module Tile01(){ ////toplevel
593   sz = [250,170];
594   c0 = tile01_tr + -sz;
595   c = Rectangle_corners(c0, sz);
596   cnr_posts = Rectangle_corners2posts(c);
597   posts = concat(
598                  Posts_interpolate_one(R_EDGE(cnr_posts,0)),
599                  [ cnr_posts[2] + [0, -cutout_tile01_y] ],
600                  Posts_interpolate_one(cnr_posts[2] - [cutout_tile11_x, 0],
601                                        cnr_posts[3])
602                  );
603   difference(){
604     union(){
605       Rectangle_TileBase(c);
606       Posts(posts);
607       RoundEdge(R_EDGE(c,0));
608       InterlockEdge(tile_01_11_cnr, c[3]);
609       InterlockEdge(R_EDGE(c,3));
610     }
611     InterlockEdge(c[1], tile_01_00_cnr, 1);
612     Machine();
613   }
614 }    
615
616 module Tile10(){ ////toplevel
617   sz = [250,250];
618   c0 = tile01_tr + [0,0];
619   c = Rectangle_corners(c0, sz);
620   cnr_posts = Rectangle_corners2posts(c);
621   cty = cutout_tile11_y;
622   rcy = cty + rearcurve_avoid_y;
623   posts = [ cnr_posts[0] + [ 0,                             cty ],
624             cnr_posts[1] + [ -sz[1] + rearedge_len - cutout_l_end_x, cty ],
625             cnr_posts[1] + [ 0,                             rcy ],
626             cnr_posts[2],
627             cnr_posts[3] ];
628   rcs = [R_EDGE(c,2)];
629   difference(){
630     union(){
631       Rectangle_TileBase(c);
632       Posts(posts);
633       RoundEdge(R_EDGE(c,1));
634       RoundEdge(R_EDGE(c,2));
635       InterlockEdge(c[3], tile_11_10_cnr);
636     }
637     RoundCornerCut(rcs);
638     Machine();
639   }
640   RoundCornerAdd(rcs);
641 }
642
643 module Tile00(){ ////toplevel
644   sz = [250,170];
645   c0 = tile01_tr + [0,-sz[1]];
646   c = Rectangle_corners(c0, sz);
647   cnr_posts = Rectangle_corners2posts(c);
648   cty = cutout_tile01_y;
649   rcy = cty + frontcurve_avoid_y;
650   posts = [ cnr_posts[0],
651             cnr_posts[1],
652             cnr_posts[2] + [ 0,                             -rcy ],
653             cnr_posts[2] + [ -sz[1] + rearedge_len - cutout_l_end_x, -cty ],
654             cnr_posts[3] + [ 0,                             -cty ]
655             ];
656   rcs = [R_EDGE(c,1)];
657   difference(){
658     union(){
659       Rectangle_TileBase(c);
660       Posts(posts);
661       RoundEdge(R_EDGE(c,0));
662       RoundEdge(R_EDGE(c,1));
663       InterlockEdge(tile_01_00_cnr, c[0]);
664     }
665     RoundCornerCut(rcs);
666     Machine();
667   }
668   RoundCornerAdd(rcs);
669 }
670
671 module Demo(){ ////toplevel
672   translate(demo_slop*[-2,1]) color("blue") Tile12();
673   translate(demo_slop*[-2,0]) color("red")  Tile02();
674   translate(demo_slop*[-2,1]) color("orange") Tile11();
675   translate(demo_slop*[-2,0]) color("purple") Tile01();
676   translate(demo_slop*[-3,1]) color("blue")   Tile10();
677   translate(demo_slop*[-3,0]) color("red")    Tile00();
678   %Machine();
679 }
680   
681 //TestPiece1();
682 //TestPiece2();
683 //Demo();
684
685 //Machine_Profile();
686 //Machine_RearProfile();