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