Modelado de una transmisión Harmonic Drive. Análisis del error cinemático

Resumen

Las transmisiones de tipo Harmonic Drive son ampliamente usadas en aplicaciones industriales, tales como: robótica, industria aeroespacial, equipos médicos o grandes imprentas, debido a la precisión en su posicionamiento, capacidad de transmisión de par, poco peso y volumen, holguras despreciables, versatilidad y alta eficiencia. Sin embargo, estos sistemas presentan un tipo de error característico denominado error cinemático, parámetro poco estudiado, que genera resonancias en el sistema y depende básicamente de la fricción, la flexibilidad y los desajustes de montaje de los distintos elementos que configuran el sistema mecánico. Para integrar con precisión un Harmonic Drive en un sistema robótico, es necesario conocer la variación del error cinemático durante la rotación; en este artículo se plantea un modelo matemático del funcionamiento dinámico del Harmonic Drive, basado en las ecuaciones de Lagrange, y una representación del mismo mediante ecuaciones de estado de un sistema lineal en S I M U LI N K®, que nos permite caracterizar el error cinemático de manera razonable e integrarlo en un sistema electromecánico.