توجد اختلافات كثيرة بين أنظمة التروس المزدوجة التقليدية ذات الترس والجريدة المسننة، والتصاميم القائمة على الترس المنفصل، وأنظمة التروس الدوارة.

من صناعة الطيران والفضاء إلى تصنيع الأدوات الآلية، وقطع الزجاج، والمجالات الطبية، وغيرها، تعتمد عمليات التصنيع على التحكم الموثوق في الحركة. وتوفر أنظمة القيادة الخطية المؤازرة المختلفة السرعة والدقة اللازمتين لهذه التطبيقات.
يجمع أحد التكوينات الشائعة بين أنظمة التحكم المؤازرة ونظام التروس المسننة التقليدي. قد يتطلب هذا النظام الأخير وجود خلوص بين أسنان الترس المسنن والترس الرئيسي لمنع الانحشار والتآكل المفرط، وإلا فإن التغيرات البيئية (مثل تغير درجة الحرارة بمقدار 10 درجات مئوية) قد تؤدي إلى توقف النظام مع تمدد أسنان الترس. من ناحية أخرى، ينتج عن الخلوص رد فعل عكسي، وهو ما يعادل الخطأ.

مشاكل الخلوص في التروس المزدوجة والمنقسمة
بالنسبة للتطبيقات الدقيقة، يتمثل أحد الحلول النموذجية لمشكلة الخلوص في إضافة ترس ثانٍ يسحب في الاتجاه المعاكس - ضد النظام الأول، ليعمل كعنصر تحكم.

إحدى طرق تطبيق هذه الفكرة هي استخدام ترس مشقوق. في هذه الطريقة، يُقطع الترس من المنتصف الجانبي، مع وجود نابض بين نصفيه. عندما يتحرك الترس المشقوق على طول مسنن، يضغط النصف الأول منه على أحد جانبي سن المسنن، بينما يضغط النصف الآخر على السن التالي. وبهذه الطريقة، يُزيل نظام الترس المشقوق الخلوص والخطأ.

هنا، ولأن نصف الترس فقط هو الذي يقوم بالعمل - بينما يعمل النصف الآخر كوحدة تحكم - فإن قدرة عزم الدوران محدودة. إضافةً إلى ذلك، ولأن ديناميكيات الحركة يجب أن تتغلب على قوة الزنبرك، يحدث فقدان في الحركة، مما يقلل من الكفاءة الإجمالية. أثناء الحركة تحت التسارع، قد ينثني الزنبرك قليلاً، مما يؤدي إلى تدهور دقة الحركة. وأخيرًا، عندما يتوقف الترس لأداء عملية ما، مثل الحفر، قد ينثني نظام الزنبرك في الترس قليلاً، بدلاً من أن يبقى صلبًا.

يتمثل حل آخر لمشكلة الخلوص في نظام التروس المزدوجة. في هذا النظام، يتحرك ترسان منفصلان على نفس المسنن. يعمل الترسان بنظام رئيسي/تابع، حيث يقوم الترس الرئيسي بتحديد الموضع، بينما يقوم الترس التابع بمقاومة الخلوص. عادةً ما يتم التحكم في الترسان إلكترونيًا، مما يحافظ على الدقة ويتيح ضبط إعدادات التحكم للتعويض عن تآكل النظام.

ما هي المشكلة؟ قد تكون أنظمة التروس المزدوجة مكلفة، لأن المصممين عادةً ما يضطرون لشراء محرك ثانٍ وترس وعلبة تروس. كما يجب زيادة مساحة التصميم: فالمحرك الثاني يتطلب طولًا أكبر لتنفيذ الحركة. على سبيل المثال، إذا احتاج المستخدم إلى نظام تحكم في الحركة للتحرك ذهابًا وإيابًا لمسافة متر واحد، فسيلزم طول مسنن يبلغ 1.2 أو 1.3 متر لاستيعاب الترس الثاني، الذي يتحرك على بُعد 200 إلى 300 ملم خلف الترس الأول. أخيرًا، تُعد تكلفة تشغيل محركين كبيرة على مدار دورة تصميم نموذجية تتراوح بين خمس إلى عشر سنوات.

إن التشغيل الخالي من رد الفعل العكسي لمحركات التروس الدوارة مناسب للتطبيقات ذات الأشواط الطويلة، مثل آلة التوجيه هذه.
خيار آخر: تروس بكرات
تتضمن تقنية التروس الدوارة ترسًا يتكون من بكرات مدعومة بمحامل، تتعشق مع مسنن ذي شكل سني مُخصص. تتصل بكرتان أو أكثر بأسنان المسنن بشكل متقابل دائمًا، مما يوفر دقة أعلى من أنظمة التروس المنفصلة وأنظمة نقل الحركة بالتروس: باختصار، تقترب كل بكرة من كل وجه سني في مسار مماس، ثم تتدحرج لأسفل الوجه لتشغيل منخفض الاحتكاك بكفاءة تزيد عن 99% في تحويل الحركة الدورانية إلى حركة خطية.

يتكون الترس الدوار من بكرات مدعومة بمحامل تتشابك مع شكل أسنان مخصص.
لا يحتوي التصميم على زنبرك قد ينهار ويؤثر سلبًا على الدقة، كما لا تتأثر الكفاءة بالتغلب على قوة الزنبرك. إضافةً إلى ذلك، لا تتطلب حركة البكرات أي خلوص، مما يمنع حدوث أي رد فعل عكسي أو خطأ. على النقيض من ذلك، في نظام الترس والجريدة المسننة التقليدي، يجب أن يدفع سن الترس الصغير جانبًا واحدًا من سن الترس الكبير ثم ينتقل فورًا إلى الجانب الآخر.

يُحيط ترس الأسطوانة بأسنان مختلفة في آن واحد، حيث يُغطي جانبًا واحدًا من كل سن ويُوفر خلوصًا مع سن آخر. لا حاجة لترس ثانٍ لموازنة الأول؛ إذ ينقل ترس واحد عزم الدوران اللازم بدقة.

تساهم التصاميم القائمة على التروس الدوارة في إطالة عمر النظام وتقليل الصيانة. في التطبيقات ذات السرعة المنخفضة، يمكن تشغيل النظام دون تزييت. تتآكل التروس التقليدية بمرور الوقت وتتطلب تعويضًا لدقة تحديد الموضع وعزم الدوران، بينما تحافظ التروس الدوارة على الدقة. تتطلب تروس كلا التصميمين استبدالًا دوريًا، ولكن بالمقارنة مع التروس المزدوجة، فإن التكاليف الإجمالية لاستبدال التروس الدوارة أقل.

أمثلة تطبيقية
لنأخذ مثالاً على ذلك إنتاج ألواح هيكل الطائرات الكبيرة. قد يتطلب هذا التطبيق مسافة حركة طويلة ودقة عالية في آلات ذات تصميم جسري. توفر محركات التروس الدوارة تحديدًا دقيقًا للموضع الخطي على هذه المسافات الطويلة.

في المقابل، قد لا تكون دقة تحديد الموضع التقليدية لنظام الترس والجريدة المسننة كافية بسبب متطلبات الخلوص؛ فالخلوص الأدنى يحافظ على الدقة على مسافات قصيرة، لكن تصميمه قد يكون مكلفًا من حيث التصنيع والتركيب على مسافات طويلة. كما يمكن استخدام نظام الترس المزدوج (بترسين محملين مسبقًا مقابل بعضهما البعض)، ولكنه مكلف ولا يسمح عادةً بتفاوت الخلوص الذي يحدث على مسافات طويلة.

يُستخدم نظام التروس المزدوجة بشكل شائع في تحديد موضع رأس القطع في آلة توجيه الألياف الزجاجية. ورغم أن هذا النظام قد يعمل بكفاءة في البداية، إلا أن تراكم غبار الألياف الزجاجية والاحتكاك الانزلاقي المستمر الناتج عن الترس المقابل قد يُسبب تآكلاً مبكراً. وباستخدام نظام التروس الدوارة، الذي يعتمد على الدوران بدلاً من الانزلاق، يُمكن زيادة العمر الافتراضي بنسبة 300% أو أكثر.

يمكن أيضًا استخدام نسخة دوارة من نظام البكرات والتروس المخروطية لتحديد المواقع متعددة المحاور. في هذه الحالة، تُركّب عدة تروس (تتحرك جميعها بشكل مستقل) على ترس واحد. ويشغل هذا التصميم مساحة أقل من محركات التروس المزدوجة المستخدمة أحيانًا في هذه التطبيقات.