يعتقد معظم الناس أن أنظمة الدفع المتوازي هي تلك الموجودة في الروبوتات الديكارتية/القنطرية. ولكن يمكن أيضًا اعتبار أنظمة الدفع المتوازي محركين خطيين أو أكثر يعملان بالتوازي من وحدة تحكم دفع واحدة. يغطي هذا الروبوتات الديكارتية/القنطرية، بالإضافة إلى مجالات رئيسية أخرى للتحكم في الحركة، مثل الروبوتات أحادية المحور عالية الدقة وفائقة الدقة، التي تتراوح دقة تحديدها وموقعها بين النانومتر الفرعي والبيكومتر العالي. تدخل هذه الأنظمة في مجالات مثل البصريات والمجاهر، وتصنيع أشباه الموصلات، وأدوات الآلات، والمحركات عالية القوة، ومعدات اختبار المواد، وأعمال الالتقاط والوضع، وعمليات التجميع، ومناولة أدوات الآلات، واللحام بالقوس الكهربائي. وبشكل عام، هناك تطبيقات في كل من عالم الميكرون ودون الميكرون.

مشاكل القيادة المتوازية
المشكلة الرئيسية في جميع أنظمة الدفع المتوازي هي المحاذاة المتعامدة: أي القدرة على الحفاظ على مربع المحور المتوازي. في الأنظمة الميكانيكية، مثل اللولب، والترس، والحزام، والسلسلة، تكمن المشكلة الرئيسية في تماسك النظام الميكانيكي بسبب سوء المحاذاة أو التفاوتات المتراكمة. أما في أنظمة الدفع المباشر، فتُضاف مشكلة خطأ الجيب الناتج عن أخطاء التركيب والتباينات في المحركات الخطية.

الطريقة الأكثر شيوعًا للتغلب على هذه المشكلات هي تشغيل كل جانب من جوانب النظام المتوازي والتحكم فيه بشكل مستقل، مع مزامنتهما إلكترونيًا. تكلفة هذا النظام مرتفعة لأنه يتطلب ضعف إلكترونيات التشغيل واستشعار الموضع التي يتطلبها نظام أحادي المحور. كما أنه يُضيف أخطاءً في المزامنة والتتبع، مما قد يُضعف أداء النظام.

ما يُمكّن من توصيل محركات ذات أعمدة خطية على التوازي هو محرك عالي الاستجابة. الحركة الديناميكية الناتجة عن أي محركين متطابقين ذات أعمدة خطية تكون هي نفسها عند إعطاء إشارة التحكم نفسها.

كما هو الحال في جميع أنظمة الدفع المتوازي، يجب أن تُربط محركات الأعمدة الخطية ماديًا بآلية تسمح للمحور بحركة درجة حرية واحدة فقط. هذا يجعل محركات الأعمدة الخطية المتوازية تعمل كوحدة واحدة تسمح بالتشغيل باستخدام مُشفِّر واحد ومُشغِّل سيرفو واحد. ولأن محرك العمود الخطي المُركَّب بشكل صحيح يعمل دون تلامس، فإنه لا يُدخل أي ارتباط ميكانيكي في النظام.

تنطبق هذه العبارات على أي محرك خطي غير تلامسي. تختلف محركات الأعمدة الخطية عن غيرها من المحركات الخطية غير التلامسية في عدة جوانب تُمكّنها من العمل بكفاءة في التطبيقات المتوازية.

يضع تصميم محرك العمود الخطي المغناطيس الدائم في مركز المجال الكهرومغناطيسي، مما يجعل الفجوة الهوائية غير حرجة. يحيط الملف بالمغناطيس تمامًا، لذا فإن التأثير الصافي للمجال المغناطيسي هو القوة. هذا يُلغي تقريبًا أي اختلاف في القوة ناتج عن اختلاف في الفجوة الهوائية، سواءً بسبب سوء المحاذاة أو اختلافات التشغيل، مما يُسهّل محاذاة المحرك وتركيبه.

ومع ذلك، فإن خطأ الجيب - وهو مشكلة رئيسية - يمكن أن يسبب اختلافات في القوة في أي محرك خطي غير تلامسي.

تُعرف المحركات الخطية، مثل محركات الأعمدة الخطية، بأنها محركات متزامنة. في الواقع، يُمرر تيار كهربائي إلى الملف لتشكيل مغناطيس كهربائي يتزامن مع المجال المغناطيسي للمغناطيسات الدائمة في مسار المغناطيس. تتولد القوة في المحرك الخطي من القوة النسبية لهذه المجالات المغناطيسية وزاوية انحرافها المتعمد.

في نظام الدفع المتوازي، تُشكّل جميع الملفات والمسارات المغناطيسية محركًا واحدًا عندما تكون جميع مجالاتها المغناطيسية متوازية تمامًا. ومع ذلك، فإن أي اختلال في محاذاة الملفات أو المسارات المغناطيسية سيؤدي إلى اختلال في محاذاة المجالات المغناطيسية، مما يُنتج قوى مختلفة في كل محرك. هذا الاختلاف في القوة قد يُقيّد النظام. لذا، فإن خطأ الجيب هو الفرق في القوى الناتجة عن اختلال محاذاة الملفات أو المسارات المغناطيسية.

يمكن حساب خطأ الجيب بالمعادلة التالية:

F_فرق=F_جين× الخطيئة(2πD_فرق/MP_{ن ن})

أينF_فرق= فرق القوة بين الملفين،F_جين= القوة المولدة،D_فرق= طول عدم المحاذاة، وMP_{ن ن}= الميل المغناطيسي من الشمال إلى الشمال.

صُممت معظم المحركات الخطية المتوفرة في السوق بميل مغناطيسي من الشمال إلى الشمال يتراوح بين 25 و60 مم، بحجة تقليل خسائر الأشعة تحت الحمراء والثابت الزمني الكهربائي. على سبيل المثال، قد يؤدي عدم محاذاة بمقدار 1 مم فقط في محرك خطي بميل مغناطيسي 30 مم إلى...ن نسيؤدي الملعب إلى فقدان الطاقة بنسبة 21% تقريبًا.

يعوّض محرك العمود الخطي هذا الفقد باستخدام زاوية مغناطيسية أطول بكثير من الشمال إلى الشمال، مما يقلل من تأثير خطأ الجيب الناتج عن سوء المحاذاة العرضي. سيؤدي نفس سوء المحاذاة بمقدار 1 مم في محرك عمود خطي بزاوية 90 مم إلى فقدان 7% فقط من الطاقة.

أنظمة الدفع المتوازي
لا يُمكن تحديد المواقع بدقة عالية إلا في الروبوتات أحادية المحور عالية الدقة وفائقة الدقة عندما تكون التغذية الراجعة مباشرة في مركز كتلة نقطة العمل. كما يجب أن تتركز القوة المولدة من المحرك مباشرة في مركز كتلة نقطة العمل. ومع ذلك، من المستحيل عادةً أن يكون المحرك والتغذية الراجعة في نفس الموقع تمامًا!

إن وضع مُشفِّر في مركز الكتلة واستخدام محركات ذات أعمدة خطية متوازية ومتباعدة بالتساوي عن مركز الكتلة يُعطي التغذية الراجعة المطلوبة وتوليد القوة في مركز الكتلة. هذا غير ممكن في أنواع أخرى من أنظمة الدفع المتوازي التي تتطلب مجموعتين من المُشفِّرات ومحركات السيرفو لإنشاء هذا النوع من الدفع المتوازي.

يعمل محرك الأقراص الأحادي/المشفر الأحادي بشكل أفضل في الاستخدامات فائقة الدقة، ويمنح مُصنّعي أنظمة القنطرية ميزةً هائلة. في الماضي، كانت الأنظمة تحتوي على محركين مختلفين يُشغّلان براغي كروية منفصلة باستخدام وحدتي تحكم مختلفتين متصلتين إلكترونيًا، أو حتى محركين خطيين مع مشفرين متصلين إلكترونيًا بمحركين. الآن، يُمكن الحصول على نفس الأداء من محركين بعمود خطي، ومشفر واحد، ومضخم/مشغل واحد، طالما كانت صلابة النظام عالية بما يكفي.

تُعد هذه ميزةً أيضًا للتطبيقات التي تتطلب قوىً عاليةً للغاية. إذ يُمكن توصيل أي عددٍ من محركات الأعمدة الخطية على التوازي، مما يُؤدي إلى جمع قوى هذه المحركات معًا.