chiark / gitweb /
sewing-table: introduce POST_TCROSSSZ (for TEST only) (nfc)
[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 frontcurve_z_slop = 0.75;
102
103 // calculated
104
105 TEST = false;
106
107 ply_edge_hole_dist = ply_edge_min + ply_hole_dia/2;
108
109 echo(str("HOLES IN PLY ctr dist from PLY edge = ", ply_edge_hole_dist));
110
111 hole_slop = (ply_hole_dia - post_dia)/2;
112 tile_hard_edge_hole_dist = ply_edge_hole_dist + hole_slop;
113
114 echo(str("HOLES IN PLY ctr dist from TILE HARD edge = ",
115          tile_hard_edge_hole_dist));
116
117 echo(str("HOLES IN PLY ctr dist from TILE ROUND edge = ",
118          tile_hard_edge_hole_dist + round_edge_rad));
119
120 thehd = [ tile_hard_edge_hole_dist, tile_hard_edge_hole_dist ];
121 thehd_tr = thehd;
122 thehd_tl = [ -thehd_tr[0], thehd_tr[1] ];
123 thehd_bl = -thehd_tr;
124 thehd_br = -thehd_tl;
125
126 interlock_rad = interlock_dia/2;
127 interlock_negative_rad = interlock_rad + 0.125;
128
129 interlock_sq_adj = 0.2; // arbitrary
130
131 first_front = machine_front_profile[len(machine_front_profile)-1];
132
133 m4_define(`POST_TCROSSSZ',
134           `2*( tile_hard_edge_hole_dist - test_edge + 1 )')
135
136 module Post(){
137   mirror([0,0,1]) {
138     difference(){
139       cylinder(r= post_dia/2, h= tile_th + ply_th - post_shorter);
140       translate([0,0, tile_th]) {
141         cylinder(r= screw_big_dia/2, h= screw_big_len);
142         cylinder(r= screw_dia/2, h= ply_th, $fn=20);
143       }
144     }
145     if (TEST) {
146       translate([0,0, tile_th/2]) {
147         cube([post_dia,      POST_TCROSSSZ, tile_th], center=true);
148         cube([POST_TCROSSSZ, post_dia,      tile_th], center=true);
149       }
150     }
151   }
152 }
153
154 module Posts(posts) {
155   for (p= posts) {
156     translate(concat(p, [0]))
157       Post();
158   }
159 }
160
161 module TileBase(botleft, topright){
162   size = topright - botleft;
163   botleft_post = botleft + thehd_tr;
164   topright_post = topright + thehd_bl;
165   difference(){
166     mirror([0,0,1])
167       translate(concat(botleft, [0]))
168       cube(concat(size, [tile_th]));
169     if (!TEST) {
170       translate( concat(botleft_post, [ -tile_th ])
171                  + 0.5 * [ post_dia, post_dia, 0 ] )
172         Commitid_BestCount_M( topright_post-botleft_post
173                               + [-post_dia,-post_dia]
174                               + [0, thehd[1]]);
175     }
176     if (TEST) {
177       translate( concat(botleft + [thehd[0], 0], [0]) )
178         Commitid_BestCount([ size[0] - thehd[0]*2, thehd[1] ]);
179       difference(){
180         mirror([0,0,1]) {
181           translate(concat(botleft + [test_edge,test_edge], [test_tile_th]))
182             cube(concat(size - [test_edge,test_edge]*2, [tile_th]));
183           translate(concat(botleft_post, [-1]))
184             cube(concat(topright_post-botleft_post, [tile_th+2]));
185         }
186         minkowski(){
187           Machine();
188           cube(max(test_edge, tile_hard_edge_hole_dist)*2, center=true);
189         }
190       }
191     }
192   }
193 }
194
195 m4_dnl  INREFFRAME(left_cnr, right_cnr, morevars) { body; }
196 m4_define(`INREFFRAME',`
197   length_vec = ($2) - ($1);
198   length = dist2d([0,0], length_vec);
199   length_uvec = length_vec / length;
200   ortho_uvec = [ -length_uvec[1], length_uvec[0] ];
201   m = [ [ length_uvec[0],  ortho_uvec[0], 0, ($1)[0], ],
202         [ length_uvec[1],  ortho_uvec[1], 0, ($1)[1], ],
203         [ 0,              0,              1,            0, ],
204         [ 0,              0,              0,            1, ] ];
205   $3
206   multmatrix(m)
207 ')
208
209 m4_dnl  INREFFRAME(left_cnr, right_cnr, morevars)
210 m4_dnl    INREFFRAME_EDGE { body; }
211 m4_define(`INREFFRAME_EDGE',`
212   translate([0,0, -round_edge_rad])
213 ')
214
215 module RoundEdge(left_cnr, right_cnr) {
216   INREFFRAME(left_cnr, right_cnr)
217     INREFFRAME_EDGE {
218     difference(){
219       rotate([0,90,0])
220         cylinder(r= round_edge_rad, h= length, $fn=50);
221       translate([-1, 0, -20])
222         cube([length+2, 20, 20]);
223     }
224   }
225 }
226
227 module RoundCornerCut(ci) {
228   // ci should be [this_cnr, right_cnr]
229   // where right_cnr is to the right (ie, anticlockwise)
230   this_cnr = ci[0];
231   right_cnr = ci[1];
232   offr= round_cnr_rad - round_edge_rad;
233   INREFFRAME(this_cnr, right_cnr) INREFFRAME_EDGE {
234     difference(){
235       cube(offr*2 - 0.1, center=true);
236       translate([offr, offr, 0])
237         cylinder(center=true, h=20, r= offr);
238     }
239   }
240 }
241
242 module RoundCornerAdd(ci) {
243   this_cnr = ci[0];
244   right_cnr = ci[1];
245   bigr = round_cnr_rad - round_edge_rad;
246   INREFFRAME(this_cnr, right_cnr) INREFFRAME_EDGE {
247     intersection(){
248       cube(bigr*2 + 0.1, center=true);
249       translate([bigr, bigr, 0])
250         rotate_extrude(convexity=10, $fn=50)
251         translate([bigr, 0])
252         difference(){
253           circle(r= round_edge_rad, $fn=50);
254           mirror([1,1])
255             square([20,20]);
256         }
257     }
258   }
259 }
260
261 module InterlockLobePlan(negative) {
262   r = negative ? interlock_negative_rad : interlock_rad;
263   ymir = negative ? 0 : 1;
264
265   dx = sqrt(3) * r;
266   $fn= 80;
267   translate([thehd[0], 0]){
268     mirror([0,ymir]){
269       circle(r=r);
270       difference(){
271         translate([-dx, -0.1])
272           square([ dx*2, r/2 + 0.1 ]);
273         for (xi = [-1, 1]) {
274           translate([ xi*dx, r ])
275             circle(r=r);
276         }
277       }
278     }
279   }
280 }
281
282 module InterlockEdgePlan(negative, nlobes, length, dosquare=true) {
283   for (lobei = [ 0 : nlobes-1 ]) {
284     lobex = (length - thehd[0]*2) * (lobei ? lobei / (nlobes-1) : 0);
285     translate([lobex, 0, 0]) {
286       InterlockLobePlan(negative);
287     }
288   }
289
290   if (dosquare) {
291     iadj = 0;
292     slotshorter = negative ? -0.1 : interlock_fine_lenslop;
293     mirror([0, negative])
294       translate([slotshorter, iadj])
295       square([length - slotshorter*2, interlock_fine + iadj*2]);
296   }
297 }
298
299 module InterlockEdge(left_cnr, right_cnr, negative=0, nlobes=2) {
300   plusth = negative * 1.0;
301   protr = interlock_fine + interlock_sq_adj;
302
303   z2 = -tile_th/2;
304   z1 = -tile_th/2 - protr / interlock_fine_slope;
305   z3 = -tile_th/2 + protr / interlock_fine_slope;
306
307   negsign = negative ? -1 : +1;
308   yprotr = negsign * protr;
309
310   INREFFRAME(left_cnr, right_cnr) {
311     for (vsect = [ // zs0            zs1      ys0,            ys1
312                   [ -tile_th-plusth, plusth,  0,              0],
313                   [ z1,              z2,      0, yprotr],
314                   [ z2,              z3,      yprotr, 0],
315                   ]) {
316       zs0 = vsect[0];
317       zs1 = vsect[1];
318       zsd = zs1-zs0;
319       ys0 = vsect[2];
320       ys1 = vsect[3];
321       ysd = ys1-ys0;
322       sl = ysd/zsd;
323       m = [ [ 1,0,   0,    0 ],
324             [ 0,1, -sl, -ys0 + negsign*interlock_sq_adj ],
325             [ 0,0,   1,  zs0 ],
326             [ 0,0,   0,    1 ] ];
327       multmatrix(m)
328         linear_extrude(height=zsd, convexity=10)
329         InterlockEdgePlan(negative, nlobes, length, !!ysd);
330     }
331   }
332 }
333
334 function TestPiece_holes2corners(holes) =
335   [ holes[0] + thehd_bl,
336     holes[1] + thehd_br,
337     holes[1] + thehd_tr,
338     holes[0] + thehd_tl ];
339
340 module TestPiece1(){ ////toplevel
341   holes = [ [-100, 0],
342             [   0, 0]
343             ];
344   corners = TestPiece_holes2corners(holes);
345   rcs = [corners[0], corners[1]];
346   difference(){
347     union(){
348       TileBase(corners[0], corners[2]);
349       Posts(holes);
350       RoundEdge(corners[0], corners[1]);
351       RoundEdge(corners[3], corners[0]);
352     }
353     InterlockEdge(corners[1], corners[2], 1, nlobes=1);
354     RoundCornerCut(rcs);
355   }
356   RoundCornerAdd(rcs);
357 }
358
359 module TestPiece2(){ ////toplevel
360   holes = [ [   0, 0],
361             [  50, 0]
362             ];
363   corners = TestPiece_holes2corners(holes);
364   TileBase(corners[0], corners[2]);
365   Posts(holes);
366   RoundEdge(corners[0], corners[1]);
367   InterlockEdge(corners[3], corners[0], 0, nlobes=1);
368 }
369
370 module TestDemo(){ ////toplevel
371   translate([ -thehd[0], 0 ])
372     color("blue")
373     TestPiece1();
374   translate([ +thehd[0] + demo_slop, 0 ])
375     TestPiece2();
376 }
377
378 module Machine_Arm(){
379   ysz = cutout_l_end_y_total;
380   // assume the round end is arc of a circle
381   chordlen = dist2d([0,0], [ cutout_l_end_y, cutout_l_end_curve ]);
382   endrad = cutout_l_end_y / cutout_l_end_curve * chordlen;
383   
384   translate([0,0,-30]) linear_extrude(height=60) {
385     translate(tile01_tr + [0, (-cutout_tile01_y + cutout_tile11_y)/2]) {
386       intersection(){
387         translate([-100, -ysz/2])
388           square([400, ysz]);
389         translate([ endrad - cutout_tile11_x - cutout_l_end_x_slop, 0 ])
390           circle(r=endrad, $fa=0.01,$fd=5);
391       }
392     }
393   }
394 }
395
396 module Machine_Profile(){
397   first_rear = machine_rear_profile[0];
398   below_point = 0.5 * ( first_rear + first_front ) + [ 0, -10 ];
399   pol = concat( machine_rear_profile,
400                 [ below_point ],
401                 machine_front_profile);
402   skew_angle = atan2( first_front[1] - first_rear[1],
403                       first_front[0] - first_rear[0] );
404   echo(below_point, pol, skew_angle);
405   hull(){
406     for (z=[0,-40]) {
407       translate([0,z]) {
408         //scale([1,5])
409         rotate([0,0, -skew_angle ]){
410           //translate( - first_front )
411           polygon(pol);
412         }
413       }
414     }
415   }
416 }
417
418 module Machine_RearProfile(){
419   intersection(){
420     Machine_Profile();
421     translate([ -200 + machine_rear_to_front/2, -100 ]) {
422       square([200,200]);
423     }
424   }
425 }
426
427 module Machine_FrontProfile(){
428   intersection(){
429     Machine_Profile();
430     translate([ machine_rear_to_front/2, -100 ]) {
431       square([200,200]);
432     }
433   }
434 }
435
436 module Machine_Curves(){ ////toplevel
437   translate([ tile01_tr[0] - cutout_l_end_x + rearedge_len,
438               cutout_tile11_y,
439               0 ]){
440     //%cube([20,20,20]);
441     translate([ -reartablet_x,
442                 -1,
443                 -reartablet_z])
444       mirror([0,0,1])
445       cube([ reartablet_x+1,
446              reartablet_y+1,
447              20 ]);
448   }
449   translate([ tile01_tr[0] - cutout_l_end_x + rearedge_len,
450               cutout_tile11_y,
451               frontcurve_z_slop ]){
452     translate([ 0, -first_front[0] , 0 ])
453       multmatrix([[1, -frontcurve_side_skew, 0, 0],
454                   [0,  1,   0, 0],
455                   [0,  0,   1, 0],
456                   [0,  0,   0, 1]])
457       translate([ 0, first_front[0] , 0 ])
458       mirror([1,0,0]){
459       rotate([0,-90,0])rotate([0,0,-90]){
460         linear_extrude(height= 200)
461           Machine_FrontProfile();
462       }
463     }
464     translate([ rearcurve_strt_len,
465                 0,
466                 rearcurve_z_slop ]){
467       translate([ 1,
468                   0,
469                   0
470                   ]){
471         rotate([0,-90,0])rotate([0,0,-90]){
472           linear_extrude(height= rearcurve_strt_len + 1)
473           Machine_RearProfile();
474         }
475       }
476       translate([ 0,
477                   0,
478                   rearcurve_double_inrad ]) {
479         intersection(){
480           rotate([90,0,0]){
481             rotate_extrude(convexity=10, $fn=32) {
482               rotate([0,0,90]) translate([ 0,
483                           -rearcurve_double_inrad ]) {
484                 Machine_RearProfile();
485               }
486             }
487           }
488           mirror([0,0,1])
489             translate([0,-75,0]) cube([150,150,150]);
490         }
491       }
492     }
493   }
494 }
495
496 module Machine(){ ////toplevel
497   Machine_Arm();
498   Machine_Curves();
499 }
500   
501 function Rectangle_corners(c0, sz) =
502   // returns the corners of a rectangle from c0 to c0+sz
503   // if sz is positive, the corners are anticlockwise starting with c0
504   [ c0 + [ 0,     0     ],
505     c0 + [ sz[0], 0     ],
506     c0 + [ sz[0], sz[1] ],
507     c0 + [ 0,     sz[1] ] ];
508
509 function Rectangle_corners2posts(c) =
510   [ c[0] + thehd_tr,
511     c[1] + thehd_tl,
512     c[2] + thehd_bl,
513     c[3] + thehd_br ];
514
515 module Rectangle_TileBase(c) { TileBase(c[0], c[2]); }
516
517 function Posts_interpolate_one(c0,c1) = [c0, (c0+c1)/2, c1];
518
519 m4_dnl   R_EDGE(c,ix)
520 m4_dnl        c is from Rectangle_corners and
521 m4_dnl        ix is a corner number
522 m4_dnl    expands to two comma-separated corners:
523 m4_dnl    that denoted by ix, and the next one anticlockwise
524 m4_define(`R_EDGE',`$1[$2],$1[(($2)+1)%4]')
525
526 module Tile02(){ ////toplevel
527   sz = [100,170];
528   c0 = tile02_tr + -sz;
529   c = Rectangle_corners(c0, sz);
530   posts = Rectangle_corners2posts(c);
531   rcs = [R_EDGE(c,0)];
532   difference(){
533     union(){
534       Rectangle_TileBase(c);
535       Posts(posts);
536       RoundEdge(R_EDGE(c,0));
537       RoundEdge(R_EDGE(c,3));
538       InterlockEdge(R_EDGE(c,2), 0);
539     }
540     InterlockEdge(R_EDGE(c,1), 1);
541     RoundCornerCut(rcs);
542   }
543   RoundCornerAdd(rcs);
544 }
545
546 module Tile12(){ ////toplevel
547   sz = [100,250];
548   c0 = tile02_tr + [-sz[0], 0];
549   c = Rectangle_corners(c0, sz);
550   posts = Rectangle_corners2posts(c);
551   rcs = [R_EDGE(c,3)];
552   difference(){
553     union(){
554       Rectangle_TileBase(c);
555       Posts(posts);
556       RoundEdge(R_EDGE(c,2));
557       RoundEdge(R_EDGE(c,3));
558     }
559     InterlockEdge(R_EDGE(c,0), 1);
560     InterlockEdge(R_EDGE(c,1), 1);
561     RoundCornerCut(rcs);
562   }
563   RoundCornerAdd(rcs);
564 }
565
566 tile_01_11_cnr = tile01_tr + [-cutout_tile11_x, 0];
567 tile_11_10_cnr = tile01_tr + [0, cutout_tile11_y];
568 tile_01_00_cnr = tile01_tr - [0, cutout_tile01_y];
569
570 module Tile11(){ ////toplevel
571   sz = [250,250];
572   c0 = tile01_tr + [-sz[0],0];
573   c = Rectangle_corners(c0, sz);
574   cnr_posts = Rectangle_corners2posts(c);
575   posts = concat(
576                  Posts_interpolate_one(cnr_posts[0],
577                                        cnr_posts[1] - [cutout_tile11_x, 0]),
578                  [ cnr_posts[1] + [0, cutout_tile11_y],
579                    cnr_posts[2],
580                    cnr_posts[3]
581                    ]);
582   difference(){
583     union(){
584       Rectangle_TileBase(c);
585       Posts(posts);
586       RoundEdge(R_EDGE(c,2));
587       InterlockEdge(R_EDGE(c,3));
588     }
589     InterlockEdge(c[0], tile_01_11_cnr, 1);
590     InterlockEdge(tile_11_10_cnr, c[2], 1);
591     Machine();
592   }
593 }    
594
595 module Tile01(){ ////toplevel
596   sz = [250,170];
597   c0 = tile01_tr + -sz;
598   c = Rectangle_corners(c0, sz);
599   cnr_posts = Rectangle_corners2posts(c);
600   posts = concat(
601                  Posts_interpolate_one(R_EDGE(cnr_posts,0)),
602                  [ cnr_posts[2] + [0, -cutout_tile01_y] ],
603                  Posts_interpolate_one(cnr_posts[2] - [cutout_tile11_x, 0],
604                                        cnr_posts[3])
605                  );
606   difference(){
607     union(){
608       Rectangle_TileBase(c);
609       Posts(posts);
610       RoundEdge(R_EDGE(c,0));
611       InterlockEdge(tile_01_11_cnr, c[3]);
612       InterlockEdge(R_EDGE(c,3));
613     }
614     InterlockEdge(c[1], tile_01_00_cnr, 1);
615     Machine();
616   }
617 }    
618
619 module Tile10(){ ////toplevel
620   sz = [250,250];
621   c0 = tile01_tr + [0,0];
622   c = Rectangle_corners(c0, sz);
623   cnr_posts = Rectangle_corners2posts(c);
624   cty = cutout_tile11_y;
625   rcy = cty + rearcurve_avoid_y;
626   posts = [ cnr_posts[0] + [ 0,                             cty ],
627             cnr_posts[1] + [ -sz[0] + rearedge_len - cutout_l_end_x, cty ],
628             cnr_posts[1] + [ 0,                             rcy ],
629             cnr_posts[2],
630             cnr_posts[3] ];
631   rcs = [R_EDGE(c,2)];
632   difference(){
633     union(){
634       Rectangle_TileBase(c);
635       Posts(posts);
636       RoundEdge(R_EDGE(c,1));
637       RoundEdge(R_EDGE(c,2));
638       InterlockEdge(c[3], tile_11_10_cnr);
639     }
640     RoundCornerCut(rcs);
641     Machine();
642   }
643   RoundCornerAdd(rcs);
644 }
645
646 module Tile00(){ ////toplevel
647   sz = [250,170];
648   c0 = tile01_tr + [0,-sz[1]];
649   c = Rectangle_corners(c0, sz);
650   cnr_posts = Rectangle_corners2posts(c);
651   cty = cutout_tile01_y;
652   rcy = cty + frontcurve_avoid_y;
653   posts = [ cnr_posts[0],
654             cnr_posts[1],
655             cnr_posts[2] + [ 0,                             -rcy ],
656             cnr_posts[2] + [ -sz[0] + rearedge_len - cutout_l_end_x, -cty ],
657             cnr_posts[3] + [ 0,                             -cty ]
658             ];
659   rcs = [R_EDGE(c,1)];
660   difference(){
661     union(){
662       Rectangle_TileBase(c);
663       Posts(posts);
664       RoundEdge(R_EDGE(c,0));
665       RoundEdge(R_EDGE(c,1));
666       InterlockEdge(tile_01_00_cnr, c[0]);
667     }
668     RoundCornerCut(rcs);
669     Machine();
670   }
671   RoundCornerAdd(rcs);
672 }
673
674 module Demo(){ ////toplevel
675   translate(demo_slop*[-2,1]) color("blue") Tile12();
676   translate(demo_slop*[-2,0]) color("red")  Tile02();
677   translate(demo_slop*[-2,1]) color("orange") Tile11();
678   translate(demo_slop*[-2,0]) color("purple") Tile01();
679   translate(demo_slop*[-3,1]) color("blue")   Tile10();
680   translate(demo_slop*[-3,0]) color("red")    Tile00();
681   %Machine();
682 }
683   
684 //TestPiece1();
685 //TestPiece2();
686 //Demo();
687
688 //Machine_Profile();
689 //Machine_RearProfile();