This report is a Bachelor thesis and has been done within the area of mechanical engineering at Linköping university. The thesis has been performed as a project upon request from the company Bosch Thermoteknik AB in Tranås, Sweden. The company produces heat pumps, and in the process, brazing is used as a method to build the pipe modules the pumps contain. The brazing is currently made in terms of craftmanship in the production at the company. The purpose of this project was to investigate the possibilities to automate a brazing process and present a possible solution the company can use. The solution should mainly be based on the use of an industrial robot together with an equipment for induction heating.An iterative concept-generating process for production development was used as method to perform the project. Based on the method, a result consisting of two main areas were acquired. The first area was a study of the prerequisites for the project – the process demands and a review of the technique the resources used. The other area was the concept solution for how a brazing process can be automated.The concept itself was built by two areas. One physical part in the shape of a fixture to carry the pipe-modules during the process as well as tools and aids for the robot function. The other area was the program that forms the robot’s function. The program was based on solutions to enable identification of the modules, positioning of the robot arm with tool and a verification part to ensure the brazing has been done. The robot program was founded on a written program script to control the robot.

This bachelor thesis has been carried out in collaboration with Nitator at Oskarström, Elvis Vodenicarevic has acted as the contact person from the company. Håkan Petersson has acted as responsible supervisor from Högskolan i Halmstad. The purpose of the project is to automate the welding process for two articles. The considered method and equipment will result in cost savings and quality assurance. Currently the welding operation is done manually, where the purpose of the project lies within automation of the welding process. The process will be mostly handled by robots the only human interaction, except for service and maintenance, will be operators feeding material to the magazine. During the time spent at Halmstad University, the students have accumulated the information and experience in design and production that have been the basis for the design of the work. The understanding is based on courses that include mechanics, strength, production development, machine elements, solid modeling and structural analysis. The foundation of the working methodology is based on Fredy Olsson's methods of principle and primary construction. With these methods as support, a complete fixture and magazine has been designed as part of an automated welding process. During the development, the strength and fatigue resistance of the components were checked in Catia V5's analysis function Generative structural analysis. This is to ensure a product that is capable of the loads that occur. This report will mainly deal with the work that has been done regarding the development of the fixture solution. From page 20-23 comes a summary of the most vital parts of the design of the magazine.

Det här projektet har utförts i samarbete med företaget Eskilstuna Elektronikpartner AB (EEPAB). Företaget arbetar med tillverkning av kretskort där de använder sig av ytmontering och hålmontering. Vissa mönsterkort kan vara böjda och kan därmed orsaka problem i Surface Mount Device (SMD)-linan. Syftet med projektet var att ta fram en fixtur som gör mönsterkorten planare vilket innebär att minska höjdskillnaden mellan högsta och lägsta punkten på korten. Detta för att effektivisera och förhindra stopp i produktionen. Två forskningsfrågor togs fram som fungerade som ett stöd under projektets gång: F1:Hur förbättras produktionen i en SMD-lina när mönsterkorten hålls plana? F2:Vilka faktorer bör beaktas när en fixtur tas fram för en SMD-lina? Projektet har följt en produktutvecklingsprocess där fokuset har legat på konceptstadiet. Data har samlats in genomen litteraturstudie, intervjuer samt ett formulär. Projektet resulterade i ett slutgiltigt koncept i form av en fixtur. Resultatet i projektet visar att genom att spänna fast mönsterkortets kortsidor så minskas nedböjningen. Genom planare mönsterkort minskas risken för fel mängdapplicering av lödpasta som i sin tur kan orsaka kortslutning eller en öppen slutning. Att problemen med fel mängd lödpasta minskas leder även till att manuellt arbete som tvättning och applicering av lödpasta kan reduceras. När lödpasta appliceras för hand är det även svårt att veta om rätt mängd har applicerats, detta kan även leda till problem under lödningen. Sedan kan det konstateras att designen av fixturen måste samspela med alla maskiner i SMD-linan för att inte orsaka problem eller hindra maskinerna från att utföra dess arbete. Utifrån ett koncepttest visade det sig att det framtagna konceptet gör mönsterkorten cirka 42% planare. Detta bör kunna minska problemen i SMD-linan och spara in tiden det tar att åtgärda dessa problem. Koncepttestet utfördes inte i den rätta maskinen och måste därmed undersökas ordentligt. Det var endast ett sorts mönsterkort som testades, dessa faktorer är exempel på felkällor. I framtiden bör ett flertal olika mönsterkort testas för att få en högre reliabilitet. Det behövs även tas fram en exakt tolerans för när mönsterkorten är för böjda och problem uppstår. I dagsläget finns endast maskinens egentolerans som inte stämmer särskilt bra och en generell tolerans för SMD-linor.

This master thesis is about designing a new semi-automated mounting station with an ergonomic solution for the operator. The thesis brings up different discussions about alternative methods to select the most appropriate method for the project. The developed method used, consists of literature research, observational study, design analysis, and requirements to satisfy the needs that Lantz Teknik.The group sees that the improvements to the ergonomic part and a new approach of a semi-automated mounting process with a dedicated fixture opened new paths for Lants Teknik AB to try to make it a reality. The improvements will decrease the cycle time, lower material costs, better ergonomics for the operator, and an UpToDate manufacturing cell for the customer. This benefits Lantz Teknik AB as their aim is to deliver top-quality products that provide an excellent overall economy for both the company and the customer. / Detta examensarbete handlar om att designa en ny halvautomatisk monteringsstation med en ergonomisk lösning för operatören. Avhandlingen tar upp olika diskussioner om alternativa metoder för att välja den mest lämpliga metoden för projektet. Den utvecklade metoden som används består av litteraturforskning, observationsstudie, konstruktionsanalys och krav för att tillfredsställa de behoven från Lantz Teknik. Gruppen ser att förbättringarna av den ergonomiska delen och ett nytt tillvägagångssätt med en halvautomatisk monteringsprocess med en dedikerad fixtur öppnade nya vägar för Lants Teknik AB att försöka göra det till verklighet. Förbättringarna kommer att minska cykel tiden, lägre materialkostnader, bättre ergonomi för operatören och en UpToDate-tillverkningscell för kunden. Detta gynnar Lantz Teknik AB då deras mål är att leverera högkvalitativa produkter som ger en utmärkt totalekonomi för både företaget och kunden.

Låga tillverkningskostnader är en viktig konkurrensfaktor inom verkstadsindustrin. Ett sätt för att uppnå en mer automatiserad och kostnadseffektiv tillverkningsindustri är att använda hydrauliska fixturer. När dessa fixturer tillverkas och monteras ihop behövs en funktionsprovning samt injustering utföras innan de levereras och börjar användas i serietillverkningen. På marknaden saknas en ergonomisk, användarvänlig och väl anpassad teststation för hydrauliska fixturer. Syftet och målet är att skapa en förståelse för hur man uppnår en ergonomisk och användarvänlig teststation för hydrauliska fixturer, för att i slutändan presentera en virtuell prototyp som en totallösning där även hudraultryck och flöde är justerbart. För att uppnå detta används relevanta teorier inom produktutveckling och ergonomi. Genomförandet bygger på olika produktutvecklingssteg, som leder till en totallösning. Efter att ha sammanställt en detaljkonstruktion på teststationens komponenter presenteras en virtuell prototyp som slutresultat / Low manufacturing costs are an important competitive factor in the manufacturing industry. A way to achieve a more automated and cost-effective manufacturing industryis is to use hydraulic fixtures. When these fixtures are manufactured and assembleda function test and adjustment are needed before they are delivered and startbe used in series production. The market lacks an ergonomic, user-friendlyand well-adapted test station for hydraulic fixtures. The purpose and goal are to create an understanding of how to achieve an ergonomic and user-friendly test station for hydraulic fixtures, to ultimately present a virtual prototype as a total solution where both hydraulic pressure and flow are adjustable. The work will only affect the test station and not the hydraulic fixtures which it is connected. To achieve this, relevant theories in product development and ergonomics are used. The implementation is based on different product development steps, which lead to one total solution. After compiling a detailed design of the test station components, a virtual prototype is presented as the end result

Dagens företag lägger ner allt mer tid och resurser på att utöka variantfloran i deras produktsortiment. Syftet är att nå ut till ett bredare segment av kunder samtidigt som företaget behåller en konkurrenskraftig position på marknaden. Vid framtagning av nya produkter ställs Axis Communications ofta inför utmaningen att ta beslut om att tillverka en eller flera varianter. I dagsläget tas beslut om att tillverka fler varianter i produktsortimentet utifrån priset på direkt material och försäljningsvolymen för varje variant. Axis Communications saknar därmed kunskap om vilka ytterligare faktorer som påverkas när beslut om variantskapande ska tas. Syftet med studien är att ta fram en beräkningsmodell som kan användas som beslutsunderlag vid analys av kostnader i att tillverka mer än en produktvariant. För att besvara syftet har studien genomfört två fallstudier utifrån två olika produkter i Axis Communications produktsortiment. Den första fallstudien analyserar nuläget av tillverkningen hos Axis Communications kontraktstillverkare där kostnader som påverkas av att flera varianter tillverkas identifieras och beräknas. Den andra fallstudien är en fiktivt fallstudie där de identifierade kostnaderna beräknas på nytt men då endast en variant tillverkas och resterande varianter tagits bort. Därefter utfördes en analys på hur de identifierade kostnaderna påverkas vid tillverkning av endast en variant. Utifrån litteraturstudier har de kostnader som påverkas i samband med att flera varianter tillverkas identifierats. Vidare har även processkartläggningar samt ett studiebesök hos en av Axis Communications kontraktstillverkare genomförts där ytterligare relevanta kostnader identifierats och bekräftats av personer med bred kunskap inom området. De kostnader som identifierats i studien och som därmed ansett påverkas mest av att variantfloran förändras är följande: Direkta särkostnader Direkt material Lagerföringskostnader Ställkostnader Fixtur- och verktygskostnader Indirekta särkostnader Kvalitetskostnader Time to Market Investeringskostnader Resurskostnader för utveckling av mekanik Resurskostnader för utvecklig av elektronik Certifieringskostnader Verktygskostnader Kostnader för test av produktion Kostnader för framtagning av prototyper Resultatet för direkt material visade att det går att utgå från ett medelvärde av priset för direkt material samt den prognostiserade försäljningsvolymen per variant för att skapa sig en första uppfattning om hur mycket variantskapande egentligen kostar. Lagerföringskostnaden visade sig också påverkas vid tillverkning av endast en variant. Lagerföringskostnaden minskade i lagret för komponenter men ökade samtidigt i färdigvarulagret eftersom att det endast är den dyrare varianten med avseende på direkt material som tillverkas då det är den variant som har samtliga funktioner jämfört med resterande varianter. Ställkostnaden eliminerades helt då ställtiderna som uppstår vid byte av varianter i tillverkningen försvann. Vidare så halverades kostnaderna för fixturer och verktyg. Kvalitetskostnaden visade sig vara svårare att kvantifiera, dock gick det att inse att desto högre volym som tillverkas av en variant desto fortare når varianten de uppsatta kvalitetsmålen vilket i sin tur bidrar till lägre kvalitetskostnader. Dessutom innebär ett lägre antal varianter i en och samma produktionslina att hanteringen blir lättare då bland annat risken för felmontering minskar. Det blir även lättare att identifiera, prioritera samt åtgärda fel som kan tänkas uppstå i produktionslinan. Det leder i sin tur till att kvalitetskostnaderna minskar. Time to Market påverkades också när endast en variant tillverkades. Även om Time to Market inte direkt kan ses som en kostnad utan snarare som ett intäktsbortfall, påvisade studien att det går fortare att få fram produkterna på marknaden om antalet varianter minskar. Slutligen studerades olika investeringskostnader som går att koppla till tillverkningen av flera varianter och resultatet visade på att det går att minska investeringskostnaderna om endast en variant tillverkas. Utifrån resultatet från de två fallstudierna utformades en beräkningsmodell åt Axis Communications som ska hjälpa företaget med att ta beslut om variantskapande. Beräkningsmodellen lyfter fram de kostnader som påverkas mest av en förändring i variantfloran tillsammans med en beskrivning av hur kostnaderna ska beräknas. Med hjälp av beräkningsmodellen kan Axis Communications beslut om variantskapande underlättas jämfört med hur de tar beslut idag. / Today’s companies spend a significant amount of time and resources on increasing the number of product variants in their product range. The aim is to reach a wider segment of customers while maintaining a competitive position in the market. When developing new products, Axis Communications is often faced with the challenge of deciding whether to focus on one or more product variants. At present, focus is directed towards developing more product variants in the product range based on the price of direct material and the sales volume for each variant. Axis Communications therefore lacks knowledge of what additional factors that are affected when decisions about creating more product variants are taken. The purpose of the study is to provide a calculation model that can be used as a basis for analysing costs in producing more than one product variant. In order to achieve this purpose, the study has carried out two case studies based on two different products in Axis Communications product range. The first case study analyses the current state of production at Axis Communications’ contracted manufacturers, where costs that are affected by the production of multiple variants are identified and calculated. The second case study is a fictitious case study where the identified costs are calculated again, but only when one product variant is manufactured and the remaining product variants are disregarded. This was followed by an analysis regarding how the identified costs are affected when only one product variant is manufactured. Based on literature studies, the costs associated with the production of several variants have been identified. Furthermore, process flow charts have been developed and a study visit to one of Axis Communications contracted manufacturers was undertaken, where additional relevant costs have been identified and confirmed by persons with broad knowledge about the manufacturing processes. The costs identified to be affected the most by the variation of product variants are as follows: Direct incremental costs Direct material Inventory carrying costs Setup costs Fixture- and tooling costs Indirect incremental costs Quality costs Time to Market Investment costs Resource costs for the development of mechanics Resource costs for the development of electronics Certification costs Tooling costs Costs for testing of production Costs for prototyping The result for direct material showed that an average of the price of direct material as well as the forecasted production volume for each product variant can be assumed to create an initial perception of how much an increase of product variants actually costs. The inventory carrying cost also proved affected by the manufacturing of only one product variant. The inventory carrying cost decreased in the inventory of components but increased at the same time in the finished goods inventory since it is only the most expensive product variant with all functions compared to the other product variants that is being stored. The setup cost was eliminated since the setup times that occurred when changing product variants in the production disappeared. Furthermore, the cost of fixtures and tools was halved. The quality cost proved to be harder to quantify, however, it was realized that the higher the volume produced by a product variant the faster the product variant reaches the set quality goals, which in turn contributes to lower quality costs. Additionally, a lower number of product variants in the same production line means that handling becomes easier, including the risk of errors in assembling the product variant. It will also be easier to identify, prioritize and correct errors that may occur in the production line. This in turn leads to a reduction of quality costs. Time to Market was also affected when only one product variant was manufactured. Although Time to Market cannot be seen directly as a cost but rather as a loss of revenue, the study showed that it is faster to launch the product on the market if the number of product variants decreases. Finally, various investment costs were studied that could be linked to the production of several product variants, and the result showed that it is possible to reduce the investment costs if only one product variant is manufactured. Based on the outcome of the two case studies, a calculation model was designed for Axis Communications to help the company decide whether to manufacture product variants or not. The calculation model explains the costs that are affected the most by a change of number of product variants together with a description of how the costs are to be calculated. Using the calculation model will enable Axis Communications to make well-informed decision on whether or not to introduce more product variants in the product range.