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.

The industrial robot is a flexible and cheap standard component that can becombined with a milling head to complete low accuracy milling tasks. Thefuture goal for researchers and industry is to increase the milling accuracy, suchthat it can be introduced to more high value added operations.The serial build up of an industrial robot bring non-linear compliance andchallenges in vibration mitigation due to the member and reducer design. WithAdditive Manufacturing (AM), the traditional cast aluminum structure couldbe revised and, therefore, milling accuracy gain could be made possible due tostructural changes.This thesis proposes the structural changes that would improve the millingaccuracy for a specific trajectory. To quantify the improvement, first the robothad to be reverse engineered and a kinematic simulation model be built. Nextthe kinematic simulation process was automated such that multiple input parameterscould be varied and a screening conducted that proposed the mostprofitable change.It was found that a mass decrease in any member did not affect the millingaccuracy and a stiffness increase in the member of the second axis would increasethe milling accuracy the most, without changing the design concept. To changethe reducer in axis 1 would reduce the mean position error by 7.5 % and themean rotation error by 4.5 % approximately, but also reduces the maximumspeed of the robot. The best structural change would be to introduce twosupport bearings for axis two and three, which decreased the mean positioningerror and rotation error by approximately 8 % and 13 % respectively. / En industrirobot är en anpassningsbar och relativt billig standardkomponent.Den kan utrustas med ett fräshuvud för att genomföra fräsoperationer med låg noggrannhet. Det framtida målet för forskare och industri är att öka noggrannheten vid fräsning så att dess användningsområde kan utökas till ändamål som kräver högre precision.Den seriella uppbyggnaden av en industrirobot medför icke-linjär styvhet och därmed utmaningar vid vibrationsdämpning. Detta på grund av den strukturella uppbyggnaden då en industrirobot kan förenklat sägas vara uppbyggd av balkelement som i ledpunkterna kopplas samman av växellådor. Med friformsframställning kan en mer komplex struktur erhållas jämfört med traditionellt gjuten aluminiumkonstruktion därmed skulle en ökad noggrannhet vid fräsning kunna uppnås.Det här examensarbetet föreslår strukturella ändringar som skulle kunna öka noggrannheten vid fräsning för en specifik fräsbana. För att kvantifiera förbättringen, var det först nödvändigt att utgående från tillgänglig data konstruktion en specific robot samt att bygga en kinematisk modell. Därefter automatiserades beräkningsflödet så att ett flertal indata kunde varieras. Detta resulterande i en kombinationsstudie som visade den mest gynsamma strukturella förändringen.Det visade sig att en minskning av balkelementens massa inte påverkade nogrannheten. Att öka styvheten i balkelementet från den andra axeln skulle d¨aremot öka nogrannheten mest utan att behöva ändra robotens uppbyggnad.Att byta växellåda i första axeln kan öka positionsnogrannheten med nära 7.5 % och rotationsnoggrannheten med cirka 4.5 % men ändringen sänker samtidigt den maximala hastigheten. Den bästa strukturella förändringen vore att introducera ett stödlager vid axel två respektive tre, vilket skulle förbättra positionsnogrannheten med cirka 8 % och rotationsnogrannheten med nära 13 %.

Detta examensarbete har gjorts direkt mot båda författarnas inriktning inommaskiningenjörsprogrammet. Inriktningen är produktionsutveckling ochexamensarbetet har inneburit utveckling av ett paketeringssystem från grundenbaserat på ett enklare befintligt system. Det nuvarande systemet som finns påKvibilles mejeri har föråldrad utrustning och dålig kapacitet, vilket mejeriet villeförbättra. Projektet har gett författarna möjlighet att testa och utvidga sina kunskaperinom sitt utbildningsområde. Det som utförts i projektet har inneburit mycket informationssökande, teorin bakominnefattar bl.a. produktionssystem, arbetsplatsergonomi, modeller förproduktionsutveckling, direktiv, regler och utvärderingsmetoder samt givetvis dataom de maskiner och den utrustning som varit intressant för projektet. Det harförutom informationssökning inneburit kontakt med en rad olika maskinleverantörerför att få information och priser. Metodiken som används bestämdes under projektets förstudie, metoden är utveckladav Bellgran & Säfsten (2005) och är en ren produktionsutvecklingsmetod. Metodenhar följts till de delar som varit intressanta och vissa delar såsom driftsättning harförbisetts då resultatet av projektet inte realiserats. Metoden innebar bl.a. en studie avnuvarande och liknande produktionssystem samt intervjuer med dess operatörer. Projektets gång ledde till ett antal koncept för en helt ny paketeringslinje som inte harmånga likheter med den nuvarande linjen och dess arbetssätt. Författarna är mycketnöjda med det resulterande slutgiltiga konceptet och de fördelar konceptet innebärsom är av både teknisk och ekonomisk karaktär. Huvudresultaten inkluderar 50%ökad kapacitet och minskade manuella tunga moment som lett till minskat behov avoperatörer. / This thesis is in line with the two author’s orientation within the mechanicalengineering program. The orientation is production development and the project hasbeen to develop a new packaging line based on a simple existing one. The existingsystem is located in a dairy plant and have old equipment and low capacity which theplant want to improve. The project has given the authors opportunity to use andwiden their knowledge within their area of education.The project includes a lot of research, the theory behind the project is amongst otherthings; production systems, evaluation systems, work ergonomics, models forproduction development, directives, rules and data for the machines and equipmentneeded for the project. Contact has been made with several machine suppliers to findinformation and to get prices. The method used was decided during the projects background study, the method isdeveloped by Bellgran & Säften (2005) and is a method designed purely forproduction development. Only applicable parts of the method has been used whichmeans that some parts where left out such as the part for deployment since theproject won’t be realized as of now. The method included a study of the currentsystem and similar production systems as well as interviews with the staff. This project has led to a number of concepts for a new production system that worksvery different compared to the old system. The authors are very pleased with theresulting new final concept and the improvements it lead to which is technical andeconomical. The main results is 50% improved capacity and reduced heavy manualtasks which has resulted in less need of line operators.