chiark / gitweb /
c582e50f5333bb70c206498e14eab13dbb878d98
[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       crossoff = tile_hard_edge_hole_dist + POST_TCROSSSZ/2;
178       cidsz = [ size[0] - 2*crossoff, thehd[1] ];
179       translate( concat(botleft + [crossoff, 0], [0]) )
180         Commitid_BestCount(cidsz);
181       difference(){
182         mirror([0,0,1]) {
183           translate(concat(botleft + [test_edge,test_edge], [test_tile_th]))
184             cube(concat(size - [test_edge,test_edge]*2, [tile_th]));
185           translate(concat(botleft_post, [-1]))
186             cube(concat(topright_post-botleft_post, [tile_th+2]));
187         }
188         minkowski(){
189           Machine();
190           cube(max(test_edge, tile_hard_edge_hole_dist)*2, center=true);
191         }
192       }
193     }
194   }
195 }
196
197 m4_dnl  INREFFRAME(left_cnr, right_cnr, morevars) { body; }
198 m4_define(`INREFFRAME',`
199   length_vec = ($2) - ($1);
200   length = dist2d([0,0], length_vec);
201   length_uvec = length_vec / length;
202   ortho_uvec = [ -length_uvec[1], length_uvec[0] ];
203   m = [ [ length_uvec[0],  ortho_uvec[0], 0, ($1)[0], ],
204         [ length_uvec[1],  ortho_uvec[1], 0, ($1)[1], ],
205         [ 0,              0,              1,            0, ],
206         [ 0,              0,              0,            1, ] ];
207   $3
208   multmatrix(m)
209 ')
210
211 m4_dnl  INREFFRAME(left_cnr, right_cnr, morevars)
212 m4_dnl    INREFFRAME_EDGE { body; }
213 m4_define(`INREFFRAME_EDGE',`
214   translate([0,0, -round_edge_rad])
215 ')
216
217 module RoundEdge(left_cnr, right_cnr) {
218   INREFFRAME(left_cnr, right_cnr)
219     INREFFRAME_EDGE {
220     difference(){
221       rotate([0,90,0])
222         cylinder(r= round_edge_rad, h= length, $fn=50);
223       translate([-1, 0, -20])
224         cube([length+2, 20, 20]);
225     }
226   }
227 }
228
229 module RoundCornerCut(ci) {
230   // ci should be [this_cnr, right_cnr]
231   // where right_cnr is to the right (ie, anticlockwise)
232   this_cnr = ci[0];
233   right_cnr = ci[1];
234   offr= round_cnr_rad - round_edge_rad;
235   INREFFRAME(this_cnr, right_cnr) INREFFRAME_EDGE {
236     difference(){
237       cube(offr*2 - 0.1, center=true);
238       translate([offr, offr, 0])
239         cylinder(center=true, h=20, r= offr);
240     }
241   }
242 }
243
244 module RoundCornerAdd(ci) {
245   this_cnr = ci[0];
246   right_cnr = ci[1];
247   bigr = round_cnr_rad - round_edge_rad;
248   INREFFRAME(this_cnr, right_cnr) INREFFRAME_EDGE {
249     intersection(){
250       cube(bigr*2 + 0.1, center=true);
251       translate([bigr, bigr, 0])
252         rotate_extrude(convexity=10, $fn=50)
253         translate([bigr, 0])
254         difference(){
255           circle(r= round_edge_rad, $fn=50);
256           mirror([1,1])
257             square([20,20]);
258         }
259     }
260   }
261 }
262
263 module InterlockLobePlan(negative) {
264   r = negative ? interlock_negative_rad : interlock_rad;
265   ymir = negative ? 0 : 1;
266
267   dx = sqrt(3) * r;
268   $fn= 80;
269   translate([thehd[0], 0]){
270     mirror([0,ymir]){
271       circle(r=r);
272       difference(){
273         translate([-dx, -0.1])
274           square([ dx*2, r/2 + 0.1 ]);
275         for (xi = [-1, 1]) {
276           translate([ xi*dx, r ])
277             circle(r=r);
278         }
279       }
280     }
281   }
282 }
283
284 module InterlockEdgePlan(negative, nlobes, length, dosquare=true) {
285   for (lobei = [ 0 : nlobes-1 ]) {
286     lobex = (length - thehd[0]*2) * (lobei ? lobei / (nlobes-1) : 0);
287     translate([lobex, 0, 0]) {
288       InterlockLobePlan(negative);
289     }
290   }
291
292   if (dosquare) {
293     iadj = 0;
294     slotshorter = negative ? -0.1 : interlock_fine_lenslop;
295     mirror([0, negative])
296       translate([slotshorter, iadj])
297       square([length - slotshorter*2, interlock_fine + iadj*2]);
298   }
299 }
300
301 module InterlockEdge(left_cnr, right_cnr, negative=0, nlobes=2) {
302   plusth = negative * 1.0;
303   protr = interlock_fine + interlock_sq_adj;
304
305   z2 = -tile_th/2;
306   z1 = -tile_th/2 - protr / interlock_fine_slope;
307   z3 = -tile_th/2 + protr / interlock_fine_slope;
308
309   negsign = negative ? -1 : +1;
310   yprotr = negsign * protr;
311
312   INREFFRAME(left_cnr, right_cnr) {
313     for (vsect = [ // zs0            zs1      ys0,            ys1
314                   [ -tile_th-plusth, plusth,  0,              0],
315                   [ z1,              z2,      0, yprotr],
316                   [ z2,              z3,      yprotr, 0],
317                   ]) {
318       zs0 = vsect[0];
319       zs1 = vsect[1];
320       zsd = zs1-zs0;
321       ys0 = vsect[2];
322       ys1 = vsect[3];
323       ysd = ys1-ys0;
324       sl = ysd/zsd;
325       m = [ [ 1,0,   0,    0 ],
326             [ 0,1, -sl, -ys0 + negsign*interlock_sq_adj ],
327             [ 0,0,   1,  zs0 ],
328             [ 0,0,   0,    1 ] ];
329       multmatrix(m)
330         linear_extrude(height=zsd, convexity=10)
331         InterlockEdgePlan(negative, nlobes, length, !!ysd);
332     }
333   }
334 }
335
336 function TestPiece_holes2corners(holes) =
337   [ holes[0] + thehd_bl,
338     holes[1] + thehd_br,
339     holes[1] + thehd_tr,
340     holes[0] + thehd_tl ];
341
342 module TestPiece1(){ ////toplevel
343   holes = [ [-100, 0],
344             [   0, 0]
345             ];
346   corners = TestPiece_holes2corners(holes);
347   rcs = [corners[0], corners[1]];
348   difference(){
349     union(){
350       TileBase(corners[0], corners[2]);
351       Posts(holes);
352       RoundEdge(corners[0], corners[1]);
353       RoundEdge(corners[3], corners[0]);
354     }
355     InterlockEdge(corners[1], corners[2], 1, nlobes=1);
356     RoundCornerCut(rcs);
357   }
358   RoundCornerAdd(rcs);
359 }
360
361 module TestPiece2(){ ////toplevel
362   holes = [ [   0, 0],
363             [  50, 0]
364             ];
365   corners = TestPiece_holes2corners(holes);
366   TileBase(corners[0], corners[2]);
367   Posts(holes);
368   RoundEdge(corners[0], corners[1]);
369   InterlockEdge(corners[3], corners[0], 0, nlobes=1);
370 }
371
372 module TestDemo(){ ////toplevel
373   translate([ -thehd[0], 0 ])
374     color("blue")
375     TestPiece1();
376   translate([ +thehd[0] + demo_slop, 0 ])
377     TestPiece2();
378 }
379
380 module Machine_Arm(){
381   ysz = cutout_l_end_y_total;
382   // assume the round end is arc of a circle
383   chordlen = dist2d([0,0], [ cutout_l_end_y, cutout_l_end_curve ]);
384   endrad = cutout_l_end_y / cutout_l_end_curve * chordlen;
385   
386   translate([0,0,-30]) linear_extrude(height=60) {
387     translate(tile01_tr + [0, (-cutout_tile01_y + cutout_tile11_y)/2]) {
388       intersection(){
389         translate([-100, -ysz/2])
390           square([400, ysz]);
391         translate([ endrad - cutout_tile11_x - cutout_l_end_x_slop, 0 ])
392           circle(r=endrad, $fa=0.01,$fd=5);
393       }
394     }
395   }
396 }
397
398 module Machine_Profile(){
399   first_rear = machine_rear_profile[0];
400   below_point = 0.5 * ( first_rear + first_front ) + [ 0, -10 ];
401   pol = concat( machine_rear_profile,
402                 [ below_point ],
403                 machine_front_profile);
404   skew_angle = atan2( first_front[1] - first_rear[1],
405                       first_front[0] - first_rear[0] );
406   echo(below_point, pol, skew_angle);
407   hull(){
408     for (z=[0,-40]) {
409       translate([0,z]) {
410         //scale([1,5])
411         rotate([0,0, -skew_angle ]){
412           //translate( - first_front )
413           polygon(pol);
414         }
415       }
416     }
417   }
418 }
419
420 module Machine_RearProfile(){
421   intersection(){
422     Machine_Profile();
423     translate([ -200 + machine_rear_to_front/2, -100 ]) {
424       square([200,200]);
425     }
426   }
427 }
428
429 module Machine_FrontProfile(){
430   intersection(){
431     Machine_Profile();
432     translate([ machine_rear_to_front/2, -100 ]) {
433       square([200,200]);
434     }
435   }
436 }
437
438 module Machine_Curves(){ ////toplevel
439   translate([ tile01_tr[0] - cutout_l_end_x + rearedge_len,
440               cutout_tile11_y,
441               0 ]){
442     //%cube([20,20,20]);
443     translate([ -reartablet_x,
444                 -1,
445                 -reartablet_z])
446       mirror([0,0,1])
447       cube([ reartablet_x+1,
448              reartablet_y+1,
449              20 ]);
450   }
451   translate([ tile01_tr[0] - cutout_l_end_x + rearedge_len,
452               cutout_tile11_y,
453               frontcurve_z_slop ]){
454     translate([ 0, -first_front[0] , 0 ])
455       multmatrix([[1, -frontcurve_side_skew, 0, 0],
456                   [0,  1,   0, 0],
457                   [0,  0,   1, 0],
458                   [0,  0,   0, 1]])
459       translate([ 0, first_front[0] , 0 ])
460       mirror([1,0,0]){
461       rotate([0,-90,0])rotate([0,0,-90]){
462         linear_extrude(height= 200)
463           Machine_FrontProfile();
464       }
465     }
466     translate([ rearcurve_strt_len,
467                 0,
468                 rearcurve_z_slop ]){
469       translate([ 1,
470                   0,
471                   0
472                   ]){
473         rotate([0,-90,0])rotate([0,0,-90]){
474           linear_extrude(height= rearcurve_strt_len + 1)
475           Machine_RearProfile();
476         }
477       }
478       translate([ 0,
479                   0,
480                   rearcurve_double_inrad ]) {
481         intersection(){
482           rotate([90,0,0]){
483             rotate_extrude(convexity=10, $fn=32) {
484               rotate([0,0,90]) translate([ 0,
485                           -rearcurve_double_inrad ]) {
486                 Machine_RearProfile();
487               }
488             }
489           }
490           mirror([0,0,1])
491             translate([0,-75,0]) cube([150,150,150]);
492         }
493       }
494     }
495   }
496 }
497
498 module Machine(){ ////toplevel
499   Machine_Arm();
500   Machine_Curves();
501 }
502   
503 function Rectangle_corners(c0, sz) =
504   // returns the corners of a rectangle from c0 to c0+sz
505   // if sz is positive, the corners are anticlockwise starting with c0
506   [ c0 + [ 0,     0     ],
507     c0 + [ sz[0], 0     ],
508     c0 + [ sz[0], sz[1] ],
509     c0 + [ 0,     sz[1] ] ];
510
511 function Rectangle_corners2posts(c) =
512   [ c[0] + thehd_tr,
513     c[1] + thehd_tl,
514     c[2] + thehd_bl,
515     c[3] + thehd_br ];
516
517 module Rectangle_TileBase(c) { TileBase(c[0], c[2]); }
518
519 function Posts_interpolate_one(c0,c1) = [c0, (c0+c1)/2, c1];
520
521 m4_dnl   R_EDGE(c,ix)
522 m4_dnl        c is from Rectangle_corners and
523 m4_dnl        ix is a corner number
524 m4_dnl    expands to two comma-separated corners:
525 m4_dnl    that denoted by ix, and the next one anticlockwise
526 m4_define(`R_EDGE',`$1[$2],$1[(($2)+1)%4]')
527
528 module Tile02(){ ////toplevel
529   sz = [100,170];
530   c0 = tile02_tr + -sz;
531   c = Rectangle_corners(c0, sz);
532   posts = Rectangle_corners2posts(c);
533   rcs = [R_EDGE(c,0)];
534   difference(){
535     union(){
536       Rectangle_TileBase(c);
537       Posts(posts);
538       RoundEdge(R_EDGE(c,0));
539       RoundEdge(R_EDGE(c,3));
540       InterlockEdge(R_EDGE(c,2), 0);
541     }
542     InterlockEdge(R_EDGE(c,1), 1);
543     RoundCornerCut(rcs);
544   }
545   RoundCornerAdd(rcs);
546 }
547
548 module Tile12(){ ////toplevel
549   sz = [100,250];
550   c0 = tile02_tr + [-sz[0], 0];
551   c = Rectangle_corners(c0, sz);
552   posts = Rectangle_corners2posts(c);
553   rcs = [R_EDGE(c,3)];
554   difference(){
555     union(){
556       Rectangle_TileBase(c);
557       Posts(posts);
558       RoundEdge(R_EDGE(c,2));
559       RoundEdge(R_EDGE(c,3));
560     }
561     InterlockEdge(R_EDGE(c,0), 1);
562     InterlockEdge(R_EDGE(c,1), 1);
563     RoundCornerCut(rcs);
564   }
565   RoundCornerAdd(rcs);
566 }
567
568 tile_01_11_cnr = tile01_tr + [-cutout_tile11_x, 0];
569 tile_11_10_cnr = tile01_tr + [0, cutout_tile11_y];
570 tile_01_00_cnr = tile01_tr - [0, cutout_tile01_y];
571
572 module Tile11(){ ////toplevel
573   sz = [250,250];
574   c0 = tile01_tr + [-sz[0],0];
575   c = Rectangle_corners(c0, sz);
576   cnr_posts = Rectangle_corners2posts(c);
577   posts = concat(
578                  Posts_interpolate_one(cnr_posts[0],
579                                        cnr_posts[1] - [cutout_tile11_x, 0]),
580                  [ cnr_posts[1] + [0, cutout_tile11_y],
581                    cnr_posts[2],
582                    cnr_posts[3]
583                    ]);
584   difference(){
585     union(){
586       Rectangle_TileBase(c);
587       Posts(posts);
588       RoundEdge(R_EDGE(c,2));
589       InterlockEdge(R_EDGE(c,3));
590     }
591     InterlockEdge(c[0], tile_01_11_cnr, 1);
592     InterlockEdge(tile_11_10_cnr, c[2], 1);
593     Machine();
594   }
595 }    
596
597 module Tile01(){ ////toplevel
598   sz = [250,170];
599   c0 = tile01_tr + -sz;
600   c = Rectangle_corners(c0, sz);
601   cnr_posts = Rectangle_corners2posts(c);
602   posts = concat(
603                  Posts_interpolate_one(R_EDGE(cnr_posts,0)),
604                  [ cnr_posts[2] + [0, -cutout_tile01_y] ],
605                  Posts_interpolate_one(cnr_posts[2] - [cutout_tile11_x, 0],
606                                        cnr_posts[3])
607                  );
608   difference(){
609     union(){
610       Rectangle_TileBase(c);
611       Posts(posts);
612       RoundEdge(R_EDGE(c,0));
613       InterlockEdge(tile_01_11_cnr, c[3]);
614       InterlockEdge(R_EDGE(c,3));
615     }
616     InterlockEdge(c[1], tile_01_00_cnr, 1);
617     Machine();
618   }
619 }    
620
621 module Tile10(){ ////toplevel
622   sz = [250,250];
623   c0 = tile01_tr + [0,0];
624   c = Rectangle_corners(c0, sz);
625   cnr_posts = Rectangle_corners2posts(c);
626   cty = cutout_tile11_y;
627   rcy = cty + rearcurve_avoid_y;
628   posts = [ cnr_posts[0] + [ 0,                             cty ],
629             cnr_posts[1] + [ -sz[0] + rearedge_len - cutout_l_end_x, cty ],
630             cnr_posts[1] + [ 0,                             rcy ],
631             cnr_posts[2],
632             cnr_posts[3] ];
633   rcs = [R_EDGE(c,2)];
634   difference(){
635     union(){
636       Rectangle_TileBase(c);
637       Posts(posts);
638       RoundEdge(R_EDGE(c,1));
639       RoundEdge(R_EDGE(c,2));
640       InterlockEdge(c[3], tile_11_10_cnr);
641     }
642     RoundCornerCut(rcs);
643     Machine();
644   }
645   RoundCornerAdd(rcs);
646 }
647
648 module Tile00(){ ////toplevel
649   sz = [250,170];
650   c0 = tile01_tr + [0,-sz[1]];
651   c = Rectangle_corners(c0, sz);
652   cnr_posts = Rectangle_corners2posts(c);
653   cty = cutout_tile01_y;
654   rcy = cty + frontcurve_avoid_y;
655   posts = [ cnr_posts[0],
656             cnr_posts[1],
657             cnr_posts[2] + [ 0,                             -rcy ],
658             cnr_posts[2] + [ -sz[0] + rearedge_len - cutout_l_end_x, -cty ],
659             cnr_posts[3] + [ 0,                             -cty ]
660             ];
661   rcs = [R_EDGE(c,1)];
662   difference(){
663     union(){
664       Rectangle_TileBase(c);
665       Posts(posts);
666       RoundEdge(R_EDGE(c,0));
667       RoundEdge(R_EDGE(c,1));
668       InterlockEdge(tile_01_00_cnr, c[0]);
669     }
670     RoundCornerCut(rcs);
671     Machine();
672   }
673   RoundCornerAdd(rcs);
674 }
675
676 module Demo(){ ////toplevel
677   translate(demo_slop*[-2,1]) color("blue") Tile12();
678   translate(demo_slop*[-2,0]) color("red")  Tile02();
679   translate(demo_slop*[-2,1]) color("orange") Tile11();
680   translate(demo_slop*[-2,0]) color("purple") Tile01();
681   translate(demo_slop*[-3,1]) color("blue")   Tile10();
682   translate(demo_slop*[-3,0]) color("red")    Tile00();
683   %Machine();
684 }
685   
686 //TestPiece1();
687 //TestPiece2();
688 //Demo();
689
690 //Machine_Profile();
691 //Machine_RearProfile();