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