As the demands for precision in nutrunners increases, the testing equipment at manufacturers of these tools also need to get better. At Atlas Copco in Tierp there are a number of test rigs that compare the torque that the nutrunners indicate, with the torque that a sensor records. In these AR-rigs a bolted joint is tightened with a nutrunner by the help of a solution containing a sensor, a telescoping component and sockets or adaptors to compensate for different torques. This is done as a finishing check for every nutrunner. In the current design of the rig, there are some known errors and trade-offs in the 20 year old base design. One of the known problems is the alignment between the nutrunner and the bolted joint. To further investigate this, and to lessen possible measuring errors due to misalignment of components, this master thesis was carried out at Rejlers AB. To start with, a number of requirements were done and five design concepts were generated that would fulfil the requirement specification. These concepts were then compared to each other in a Pugh’s evaluation matrix and after discussion with Atlas Copco, one of the concepts were further developed. This concept comprised a locking of the sensor’s rotation and an assembly of the sensor and telescoping component placed together. A detailed 3D CAD-model was done on the new design and solid mechanics calculations were performed on the bottom plate for the sensor. Also Eigen frequencies and theoretical alignment possibilities were calculated. Furthermore an experiment was carried out, were the impact from several components were investigated. This experiment was also used to compare the current design with the new concept. The solid mechanics calculations showed that the largest deformation, 0.0062 mm, had minimum impact on the alignment. Also the maximum stress of 1.53 MPa was of insignificant size, far from the yield strength of aluminium. The calculated Eigen frequencies of the concept exceeded the rotational speed of the nutrunner’s output shafts. An alignment method was proposed using a multi-dot laser, to achieve a maximum displacement of only 0.55 mm for the centerlines of the remaining subsystems. The experiment was used as a base for calculations comparing the new concept and the current design. In the end, future work, such as the building of a prototype and testing, was proposed. / I samband med att kraven på precision hos mutterdragare ökar, måste testutrustningen hos tillverkare av dessa också bli bättre. På Atlas Copco i Tierp finns ett flertal testriggar som jämför momentet som mutterdragarna indikerar, mot det som en givare registrerar. I dessa AR-riggar dras ett testförband åt med mutterdragaren via en konstruktion innehållandes givare, teleskop och hylsor eller adaptrar för att kompensera för olika moment. Detta görs som ett slutligt prov för varje mutterdragare. I den nuvarande konstruktionen finns ett antal kända problem och kompromisser i riggens grundkonstruktion som är 20 år gammal. Ett av dessa problem är linjeringen mellan mutterdragare och testförband. För att utreda det närmare och minska möjliga mätfel på grund av olinjerade komponenter utfördes detta examensarbete på Rejlers AB. Till en början ställdes ett antal krav upp och fem konstruktionskoncept genererades som skulle uppfylla kravspecifikationen. Dessa koncept jämfördes mot varandra i en Pughs matris och efter diskussion tillsammans med Atlas Copco togs ett av koncepten vidare för fortsatt utveckling. Detta koncept innehöll en låsning av givarens rotation och ett paket där givare och teleskopet sattes samman. På konceptet gjordes en detaljerad 3D CAD-modell och beräkningar på hållfasthet på bottenplattan som givarpaketet placeras på. Utöver det beräknades egenfrekvenser samt teoretiska linjeringsmöjligheter. Dessutom utfördes ett experiment där påverkan av flera komponenter i konstruktionen undersöktes. Detta experiment användes också för att jämföra konceptet med den nuvarande lösningen. Hållfasthetsberäkningarna visade att den största nedböjningen på 0,0062 mm av konstruktionen hade minimal påverkan på linjeringen. Dessutom var den maximala spänningen på 1,53 MPa som uppstod av givarpaketets vikt av obetydande storlek, långt under sträckgränsen för bottenplattans aluminium. De beräknade egenfrekvenserna för konceptet överskred rotationshastigheten för mutterdragarnas utgående axlar. En linjeringsmetod föreslogs med en flerpunktslaser, för att kunna uppnå en teoretisk förskjutning på centrumlinjer av delsystemen i konceptet på maximalt 0,55 mm. Experimentet och beräkningar låg till grund för en jämförelse mellan det nya konceptet mot den nuvarande konstruktionen och kravspecifikationen. I slutändan föreslogs framtida arbeten, såsom bygge av prototyp och testning.

Climate change is an existential threat to the world, causing environmental degradation and destruction of ecosystems. The EU acknowledges that several alarming tipping points are about to be reached, and the current level of action is not enough to avert global warming. Industries are a big part of the problem, and they must transition to fit in a low-carbon society. This thesis was conducted at an industrial company which have committed to reduce their carbon footprint; every new design must have a significantly lower carbon footprint than a comparable tool. The main task of this thesis was to investigate the carbon footprint of a nutrunner, and to compare it to a similar tool. In addition, the recycled material content in the nutrunner was investigated to provide an initial evaluation of circular aspects of the nutrunner. The climate impact was calculated by utilizing the life cycle assessment framework to perform a carbon footprint analysis. This provided the carbon footprint over the entire life cycle of the nutrunner. It was concluded that the raw material and use phase dominates the carbon footprint, accounting for 21 and 79 percent of the footprint, respectively. Further, it is suggested that new technology may have a reduced footprint, mainly due to reduced power consumption and the in-built controller function. However, this does not necessarily mean that new technology has less environmental impact. It was concluded that a holistic approach is needed when assessing environmental impact; carbon footprint reduction is not necessarily coherent with avoidance of resource depletion. The future might demand moving beyond product carbon footprint. / Klimatförändring är ett existentiellt hot som orsakar förstörelse av miljö och ekosystem. EU anser att flera oroväckande gränsvärden är påväg att nås, och att nuvarande åtgärder inte räcker till för att förhindra global uppvärmning. Industrier står för en stor del av samhällets utsläpp av växthusgaser och förändring behöver ske för att möjliggöra ett koldioxidsnålt samhälle. Detta examensarbete utfördes hos ett industriföretag som har har antagit utmaningen att minska sina utsläpp av växthusgaser; varje ny design måste ha ett betydligt lägre klimatavtryck än ett motsvarande verktyg. Huvuduppgiften i det här examensarbetet var att undersöka klimatavtrycket för en mutterdragare, samt att jämföra det med avtrycket från ett liknande verktyg. Vidare undersöktes även återvunnet material i produkten, för att ge en initial utvärdering av mutterdragarens cirkulära aspekter. För att beräkna klimatpåverkan användes en livscykelanalysmetod, där klimatförändring var enda miljöpåverkanskategorin. Resultatet visade att material- och användningsfasen dominerar klimatavtrycket och står för 21 respektive 79 procent av växthusgasutsläppen. Det föreslås att ny teknik kan ha mindre växthusgasutsläpp, främst på grund av minskad strömförbrukning och den inbyggda kontrollfunktionen i verktyget. Detta behöver dock inte betyda att ny teknik har mindre miljöpåverkan. Vid bedömning av en produkts miljöpåverkan krävs ett helhetsperspektiv och att man utvärderar flera aspekter, minskat klimatavtryck är inte nödvändigtvis förenligt med ansvarsfull resursförbrukning. Framtiden kan komma att kräva att man stäcker sig bortom klimatavtryck.

Upprepad användning av en mutterdragare under lång tid kan ge upphov till muskuloskeletala skador. Det skulle därför vara av stort intresse med en analytisk modell som förutsäger reaktionskrafter och rörelse av verktyget när det interagerar med operatörens hand-arm-system. Målet med detta arbete var att skapa en modell som kan approximera de krafter som mutterdragaranvändaren utsätts för genom att vidareutveckla tidigare modeller.  Mutterdragaren modellerades som en tidvis fast inspänd balk och deformationssamband användes för att bygga vidare på tidigare modeller. Modellen är konstruerad med antagandet att användarens hand-armsystem beter sig som ett fjäder-massa-dämparsystem. Två modeller konstruerades: ett enhandssystem och ett system där verktygsanvändning med två händer approximeras. Indata är mutterdragarens moment i tiden och parametervärden, tagna från tidigare forskning. Resultatet visade att enhandsmodellen inte kan prediktera kraften som överförs till operatörens hand-arm system på ett noggrant sätt, modellen gav kraften 70,1 N, 47% mer än mätdatan 47,6 N. Tvåhandssystemet ger en bättre approximation av kraften: 41,5 N. Detta är 13% mindre än mätdatan. Noggrannheten ökade för vissa åtdragningsmoment. Vissa miljöfaktorer gör det svårt att samla in mätdata som är representativa för alla användare. Bland annat spelar operatörens ålder, muskelstyrka och erfarenhet med verktyget en stor roll vid hanteringen av en mutterdragare. Det innebär att en jämförande analys med andra verktygmodeller

In the production industry, quality control is of importance. Even though today's tools provide a lot of functionality and safety to help the operators in their job, the operators still is responsible for the final quality of the parts. Today the nutrunners manufactured by Atlas Copco use their driver to detect the tightening angle. There- fore the operator can influence the tightening by turning the tool clockwise or counterclockwise during a tightening and quality cannot be assured that the bolt is tightened with a certain torque angle. The function of orientation tracking was de- sired to be evaluated for the Tensor STB angle and STB pistol tools manufactured by Atlas Copco. To be able to study the orientation of a nutrunner, practical exper- iments were introduced where an IMU sensor was fixed on a battery powered nutrunner. Sensor fusion in the form of a complementary filter was evaluated. The result states that the accelerometer could not be used to estimate the angular dis- placement of tightening due to vibration and gimbal lock and therefore a sensor fusion is not possible. The gyroscope by itself can be used to provide the angular displacement around every axis with high accuracy without taking into account the gimbal lock phenomena or external forces in the form of vibration of the tool. The gyroscope provided data with a probability to measure ±1° in future tightenings by 69,76%. The gyroscope provided data with high accuracy and stability and can be used in real world application and production for true angle functionality of the tools. / I produktionsindustrin är kvalitetskontroll av stor betydelse. Även om dagens verk- tyg innehåller mycket funktionalitet och säkerhet för att hjälpa operatörer i jobbet, är operatören fortfarande ansvarig för den slutliga kvaliteten. Idag använder Atlas Copcos skruvdragare motorns vridmoment för att göra den slutliga åtdragningen. Därav kan operatören påverka åtdragningen genom att vrida verktyget medurs el- ler moturs under en åtdragning och kvaliteten kan inte säkerställas att bulten dras med ett visst vridmoment. Funktion för rörelseavläsning var önskvärd att utvärde- ras för Tensor STB-vinkel- och STB-pistolverktygen tillverkade av Atlas Copco. För att kunna studera orienteringen hos en skruvdragare introducerades praktiska ex- periment där en IMU-sensor fixerades på en batteridriven skruvdragare. En Sen- sorfusion i form av ett komplementärt filter utvärderades. Resultaten visar att acce- lerometern inte kunde användas för att uppskatta vinkelförskjutningen av en åt- dragning på grund av vibration och gimballås och därav kan inte fusionen heller nyttjas. Gyroskopet i sig kan användas för att ge vinkelförskjutningen runt varje axel med hög noggrannhet utan att ta hänsyn till gimballåsfenomen eller yttre kraf- ter i form av vibration från verktyget. Gyroskopet gav data med en sannolikhet att mäta ± 1° i avvikelse från ett förbestämt värde i framtida åtdragningar med 69,76%. Vidare utvärdering av gyroskop och implementation av detta borde göras innan detta skulle anses kunna användas i en riktig applikation för rörelseavläsning un- der en åtdragning.

This master’s thesis deals with programming of control system for an automatic assembly line rear seats of passenger cars. The theoretical part describes assembly line, PLC, robot, electric nutrunner and intelligent camera Sick. Practical part of the thesis characterizes created programs of assembly workplace control system. This part also explains creating a model of station and subsequent formal verification of basic safety and functional properties.