chiark / gitweb /
76107dad047fec99ab286e3781ac2a3c3ef11de5
[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
101 // calculated
102
103 TEST = false;
104
105 ply_edge_hole_dist = ply_edge_min + ply_hole_dia/2;
106
107 echo(str("HOLES IN PLY ctr dist from PLY edge = ", ply_edge_hole_dist));
108
109 hole_slop = (ply_hole_dia - post_dia)/2;
110 tile_hard_edge_hole_dist = ply_edge_hole_dist + hole_slop;
111
112 echo(str("HOLES IN PLY ctr dist from TILE HARD edge = ",
113          tile_hard_edge_hole_dist));
114
115 echo(str("HOLES IN PLY ctr dist from TILE ROUND edge = ",
116          tile_hard_edge_hole_dist + round_edge_rad));
117
118 thehd = [ tile_hard_edge_hole_dist, tile_hard_edge_hole_dist ];
119 thehd_tr = thehd;
120 thehd_tl = [ -thehd_tr[0], thehd_tr[1] ];
121 thehd_bl = -thehd_tr;
122 thehd_br = -thehd_tl;
123
124 interlock_rad = interlock_dia/2;
125 interlock_negative_rad = interlock_rad + 0.125;
126
127 interlock_sq_adj = 0.2; // arbitrary
128
129 first_front = machine_front_profile[len(machine_front_profile)-1];
130
131 module Post(){
132   mirror([0,0,1]) {
133     difference(){
134       cylinder(r= post_dia/2, h= tile_th + ply_th - post_shorter);
135       translate([0,0, tile_th]) {
136         cylinder(r= screw_big_dia/2, h= screw_big_len);
137         cylinder(r= screw_dia/2, h= ply_th, $fn=20);
138       }
139     }
140     if (TEST) {
141       tsz = tile_hard_edge_hole_dist - test_edge + 1;
142       translate([0,0, tile_th/2]) {
143         cube([post_dia, tsz*2, tile_th], center=true);
144         cube([tsz*2, post_dia, tile_th], center=true);
145       }
146     }
147   }
148 }
149
150 module Posts(posts) {
151   for (p= posts) {
152     translate(concat(p, [0]))
153       Post();
154   }
155 }
156
157 module TileBase(botleft, topright){
158   size = topright - botleft;
159   botleft_post = botleft + thehd_tr;
160   topright_post = topright + thehd_bl;
161   difference(){
162     mirror([0,0,1])
163       translate(concat(botleft, [0]))
164       cube(concat(size, [tile_th]));
165     if (!TEST) {
166       translate( concat(botleft_post, [ -tile_th ])
167                  + 0.5 * [ post_dia, post_dia, 0 ] )
168         Commitid_BestCount_M( topright_post-botleft_post
169                               + [-post_dia,-post_dia]
170                               + [0, thehd[1]]);
171     }
172     if (TEST) {
173       translate( concat(botleft + [thehd[0], 0], [0]) )
174         Commitid_BestCount([ size[0] - thehd[0]*2, thehd[1] ]);
175       difference(){
176         mirror([0,0,1]) {
177           translate(concat(botleft + [test_edge,test_edge], [test_tile_th]))
178             cube(concat(size - [test_edge,test_edge]*2, [tile_th]));
179           translate(concat(botleft_post, [-1]))
180             cube(concat(topright_post-botleft_post, [tile_th+2]));
181         }
182         minkowski(){
183           Machine();
184           cube(max(test_edge, tile_hard_edge_hole_dist)*2, center=true);
185         }
186       }
187     }
188   }
189 }
190
191 m4_dnl  INREFFRAME(left_cnr, right_cnr, morevars) { body; }
192 m4_define(`INREFFRAME',`
193   length_vec = ($2) - ($1);
194   length = dist2d([0,0], length_vec);
195   length_uvec = length_vec / length;
196   ortho_uvec = [ -length_uvec[1], length_uvec[0] ];
197   m = [ [ length_uvec[0],  ortho_uvec[0], 0, ($1)[0], ],
198         [ length_uvec[1],  ortho_uvec[1], 0, ($1)[1], ],
199         [ 0,              0,              1,            0, ],
200         [ 0,              0,              0,            1, ] ];
201   $3
202   multmatrix(m)
203 ')
204
205 m4_dnl  INREFFRAME(left_cnr, right_cnr, morevars)
206 m4_dnl    INREFFRAME_EDGE { body; }
207 m4_define(`INREFFRAME_EDGE',`
208   translate([0,0, -round_edge_rad])
209 ')
210
211 module RoundEdge(left_cnr, right_cnr) {
212   INREFFRAME(left_cnr, right_cnr)
213     INREFFRAME_EDGE {
214     difference(){
215       rotate([0,90,0])
216         cylinder(r= round_edge_rad, h= length, $fn=50);
217       translate([-1, 0, -20])
218         cube([length+2, 20, 20]);
219     }
220   }
221 }
222
223 module RoundCornerCut(ci) {
224   // ci should be [this_cnr, right_cnr]
225   // where right_cnr is to the right (ie, anticlockwise)
226   this_cnr = ci[0];
227   right_cnr = ci[1];
228   offr= round_cnr_rad - round_edge_rad;
229   INREFFRAME(this_cnr, right_cnr) INREFFRAME_EDGE {
230     difference(){
231       cube(offr*2 - 0.1, center=true);
232       translate([offr, offr, 0])
233         cylinder(center=true, h=20, r= offr);
234     }
235   }
236 }
237
238 module RoundCornerAdd(ci) {
239   this_cnr = ci[0];
240   right_cnr = ci[1];
241   bigr = round_cnr_rad - round_edge_rad;
242   INREFFRAME(this_cnr, right_cnr) INREFFRAME_EDGE {
243     intersection(){
244       cube(bigr*2 + 0.1, center=true);
245       translate([bigr, bigr, 0])
246         rotate_extrude(convexity=10, $fn=50)
247         translate([bigr, 0])
248         difference(){
249           circle(r= round_edge_rad, $fn=50);
250           mirror([1,1])
251             square([20,20]);
252         }
253     }
254   }
255 }
256
257 module InterlockLobePlan(negative) {
258   r = negative ? interlock_negative_rad : interlock_rad;
259   ymir = negative ? 0 : 1;
260
261   dx = sqrt(3) * r;
262   $fn= 80;
263   translate([thehd[0], 0]){
264     mirror([0,ymir]){
265       circle(r=r);
266       difference(){
267         translate([-dx, -0.1])
268           square([ dx*2, r/2 + 0.1 ]);
269         for (xi = [-1, 1]) {
270           translate([ xi*dx, r ])
271             circle(r=r);
272         }
273       }
274     }
275   }
276 }
277
278 module InterlockEdgePlan(negative, nlobes, length, dosquare=true) {
279   for (lobei = [ 0 : nlobes-1 ]) {
280     lobex = (length - thehd[0]*2) * (lobei ? lobei / (nlobes-1) : 0);
281     translate([lobex, 0, 0]) {
282       InterlockLobePlan(negative);
283     }
284   }
285
286   if (dosquare) {
287     iadj = 0;
288     slotshorter = negative ? -0.1 : interlock_fine_lenslop;
289     mirror([0, negative])
290       translate([slotshorter, iadj])
291       square([length - slotshorter*2, interlock_fine + iadj*2]);
292   }
293 }
294
295 module InterlockEdge(left_cnr, right_cnr, negative=0, nlobes=2) {
296   plusth = negative * 1.0;
297   protr = interlock_fine + interlock_sq_adj;
298
299   z2 = -tile_th/2;
300   z1 = -tile_th/2 - protr / interlock_fine_slope;
301   z3 = -tile_th/2 + protr / interlock_fine_slope;
302
303   negsign = negative ? -1 : +1;
304   yprotr = negsign * protr;
305
306   INREFFRAME(left_cnr, right_cnr) {
307     for (vsect = [ // zs0            zs1      ys0,            ys1
308                   [ -tile_th-plusth, plusth,  0,              0],
309                   [ z1,              z2,      0, yprotr],
310                   [ z2,              z3,      yprotr, 0],
311                   ]) {
312       zs0 = vsect[0];
313       zs1 = vsect[1];
314       zsd = zs1-zs0;
315       ys0 = vsect[2];
316       ys1 = vsect[3];
317       ysd = ys1-ys0;
318       sl = ysd/zsd;
319       m = [ [ 1,0,   0,    0 ],
320             [ 0,1, -sl, -ys0 + negsign*interlock_sq_adj ],
321             [ 0,0,   1,  zs0 ],
322             [ 0,0,   0,    1 ] ];
323       multmatrix(m)
324         linear_extrude(height=zsd, convexity=10)
325         InterlockEdgePlan(negative, nlobes, length, !!ysd);
326     }
327   }
328 }
329
330 function TestPiece_holes2corners(holes) =
331   [ holes[0] + thehd_bl,
332     holes[1] + thehd_br,
333     holes[1] + thehd_tr,
334     holes[0] + thehd_tl ];
335
336 module TestPiece1(){ ////toplevel
337   holes = [ [-100, 0],
338             [   0, 0]
339             ];
340   corners = TestPiece_holes2corners(holes);
341   rcs = [corners[0], corners[1]];
342   difference(){
343     union(){
344       TileBase(corners[0], corners[2]);
345       Posts(holes);
346       RoundEdge(corners[0], corners[1]);
347       RoundEdge(corners[3], corners[0]);
348     }
349     InterlockEdge(corners[1], corners[2], 1, nlobes=1);
350     RoundCornerCut(rcs);
351   }
352   RoundCornerAdd(rcs);
353 }
354
355 module TestPiece2(){ ////toplevel
356   holes = [ [   0, 0],
357             [  50, 0]
358             ];
359   corners = TestPiece_holes2corners(holes);
360   TileBase(corners[0], corners[2]);
361   Posts(holes);
362   RoundEdge(corners[0], corners[1]);
363   InterlockEdge(corners[3], corners[0], 0, nlobes=1);
364 }
365
366 module TestDemo(){ ////toplevel
367   translate([ -thehd[0], 0 ])
368     color("blue")
369     TestPiece1();
370   translate([ +thehd[0] + demo_slop, 0 ])
371     TestPiece2();
372 }
373
374 module Machine_Arm(){
375   ysz = cutout_l_end_y_total;
376   // assume the round end is arc of a circle
377   chordlen = dist2d([0,0], [ cutout_l_end_y, cutout_l_end_curve ]);
378   endrad = cutout_l_end_y / cutout_l_end_curve * chordlen;
379   
380   translate([0,0,-30]) linear_extrude(height=60) {
381     translate(tile01_tr + [0, (-cutout_tile01_y + cutout_tile11_y)/2]) {
382       intersection(){
383         translate([-100, -ysz/2])
384           square([400, ysz]);
385         translate([ endrad - cutout_tile11_x - cutout_l_end_x_slop, 0 ])
386           circle(r=endrad, $fa=0.01,$fd=5);
387       }
388     }
389   }
390 }
391
392 module Machine_Profile(){
393   first_rear = machine_rear_profile[0];
394   below_point = 0.5 * ( first_rear + first_front ) + [ 0, -10 ];
395   pol = concat( machine_rear_profile,
396                 [ below_point ],
397                 machine_front_profile);
398   skew_angle = atan2( first_front[1] - first_rear[1],
399                       first_front[0] - first_rear[0] );
400   echo(below_point, pol, skew_angle);
401   hull(){
402     for (z=[0,-40]) {
403       translate([0,z]) {
404         //scale([1,5])
405         rotate([0,0, -skew_angle ]){
406           //translate( - first_front )
407           polygon(pol);
408         }
409       }
410     }
411   }
412 }
413
414 module Machine_RearProfile(){
415   intersection(){
416     Machine_Profile();
417     translate([ -200 + machine_rear_to_front/2, -100 ]) {
418       square([200,200]);
419     }
420   }
421 }
422
423 module Machine_FrontProfile(){
424   intersection(){
425     Machine_Profile();
426     translate([ machine_rear_to_front/2, -100 ]) {
427       square([200,200]);
428     }
429   }
430 }
431
432 module Machine_Curves(){ ////toplevel
433   translate([ tile01_tr[0] - cutout_l_end_x + rearedge_len,
434               cutout_tile11_y,
435               0 ]){
436     //%cube([20,20,20]);
437     translate([ -reartablet_x,
438                 -1,
439                 -reartablet_z])
440       mirror([0,0,1])
441       cube([ reartablet_x+1,
442              reartablet_y+1,
443              20 ]);
444   }
445   translate([ tile01_tr[0] - cutout_l_end_x + rearedge_len,
446               cutout_tile11_y,
447               0 ]){
448     translate([ 0, -first_front[0] , 0 ])
449       multmatrix([[1, -frontcurve_side_skew, 0, 0],
450                   [0,  1,   0, 0],
451                   [0,  0,   1, 0],
452                   [0,  0,   0, 1]])
453       translate([ 0, first_front[0] , 0 ])
454       mirror([1,0,0]){
455       rotate([0,-90,0])rotate([0,0,-90]){
456         linear_extrude(height= 200)
457           Machine_FrontProfile();
458       }
459     }
460     translate([ rearcurve_strt_len,
461                 0,
462                 rearcurve_z_slop ]){
463       translate([ 1,
464                   0,
465                   0
466                   ]){
467         rotate([0,-90,0])rotate([0,0,-90]){
468           linear_extrude(height= rearcurve_strt_len + 1)
469           Machine_RearProfile();
470         }
471       }
472       translate([ 0,
473                   0,
474                   rearcurve_double_inrad ]) {
475         intersection(){
476           rotate([90,0,0]){
477             rotate_extrude(convexity=10, $fn=32) {
478               rotate([0,0,90]) translate([ 0,
479                           -rearcurve_double_inrad ]) {
480                 Machine_RearProfile();
481               }
482             }
483           }
484           mirror([0,0,1])
485             translate([0,-75,0]) cube([150,150,150]);
486         }
487       }
488     }
489   }
490 }
491
492 module Machine(){ ////toplevel
493   Machine_Arm();
494   Machine_Curves();
495 }
496   
497 function Rectangle_corners(c0, sz) =
498   // returns the corners of a rectangle from c0 to c0+sz
499   // if sz is positive, the corners are anticlockwise starting with c0
500   [ c0 + [ 0,     0     ],
501     c0 + [ sz[0], 0     ],
502     c0 + [ sz[0], sz[1] ],
503     c0 + [ 0,     sz[1] ] ];
504
505 function Rectangle_corners2posts(c) =
506   [ c[0] + thehd_tr,
507     c[1] + thehd_tl,
508     c[2] + thehd_bl,
509     c[3] + thehd_br ];
510
511 module Rectangle_TileBase(c) { TileBase(c[0], c[2]); }
512
513 function Posts_interpolate_one(c0,c1) = [c0, (c0+c1)/2, c1];
514
515 m4_dnl   R_EDGE(c,ix)
516 m4_dnl        c is from Rectangle_corners and
517 m4_dnl        ix is a corner number
518 m4_dnl    expands to two comma-separated corners:
519 m4_dnl    that denoted by ix, and the next one anticlockwise
520 m4_define(`R_EDGE',`$1[$2],$1[(($2)+1)%4]')
521
522 module Tile02(){ ////toplevel
523   sz = [100,170];
524   c0 = tile02_tr + -sz;
525   c = Rectangle_corners(c0, sz);
526   posts = Rectangle_corners2posts(c);
527   rcs = [R_EDGE(c,0)];
528   difference(){
529     union(){
530       Rectangle_TileBase(c);
531       Posts(posts);
532       RoundEdge(R_EDGE(c,0));
533       RoundEdge(R_EDGE(c,3));
534       InterlockEdge(R_EDGE(c,2), 0);
535     }
536     InterlockEdge(R_EDGE(c,1), 1);
537     RoundCornerCut(rcs);
538   }
539   RoundCornerAdd(rcs);
540 }
541
542 module Tile12(){ ////toplevel
543   sz = [100,250];
544   c0 = tile02_tr + [-sz[0], 0];
545   c = Rectangle_corners(c0, sz);
546   posts = Rectangle_corners2posts(c);
547   rcs = [R_EDGE(c,3)];
548   difference(){
549     union(){
550       Rectangle_TileBase(c);
551       Posts(posts);
552       RoundEdge(R_EDGE(c,2));
553       RoundEdge(R_EDGE(c,3));
554     }
555     InterlockEdge(R_EDGE(c,0), 1);
556     InterlockEdge(R_EDGE(c,1), 1);
557     RoundCornerCut(rcs);
558   }
559   RoundCornerAdd(rcs);
560 }
561
562 tile_01_11_cnr = tile01_tr + [-cutout_tile11_x, 0];
563 tile_11_10_cnr = tile01_tr + [0, cutout_tile11_y];
564
565 module Tile11(){ ////toplevel
566   sz = [250,250];
567   c0 = tile02_tr + [0,0];
568   c = Rectangle_corners(c0, sz);
569   cnr_posts = Rectangle_corners2posts(c);
570   posts = concat(
571                  Posts_interpolate_one(cnr_posts[0],
572                                        cnr_posts[1] - [cutout_tile11_x, 0]),
573                  [ cnr_posts[1] + [0, cutout_tile11_y],
574                    cnr_posts[2],
575                    cnr_posts[3]
576                    ]);
577   difference(){
578     union(){
579       Rectangle_TileBase(c);
580       Posts(posts);
581       RoundEdge(R_EDGE(c,2));
582       InterlockEdge(R_EDGE(c,3));
583     }
584     InterlockEdge(c[0], tile_01_11_cnr, 1);
585     InterlockEdge(tile_11_10_cnr, c[2], 1);
586     Machine();
587   }
588 }    
589
590 tile_01_00_cnr = tile01_tr + [0, -cutout_tile01_y];
591
592 module Tile01(){ ////toplevel
593   sz = [250,170];
594   c0 = tile02_tr + [0,-sz[1]];
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 = tile02_tr + [sz[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 Demo(){ ////toplevel
644   translate(demo_slop*[-2,1]) color("blue") Tile12();
645   translate(demo_slop*[-2,0]) color("red")  Tile02();
646   translate(demo_slop*[-2,1]) color("orange") Tile11();
647   translate(demo_slop*[-2,0]) color("purple") Tile01();
648   translate(demo_slop*[-3,1]) color("blue")   Tile10();
649   %Machine();
650 }
651   
652 //TestPiece1();
653 //TestPiece2();
654 //Demo();
655
656 //Machine_Profile();
657 //Machine_RearProfile();