Los diseños de la etapa lineal pueden variar desde pórticos de alta carga y alta carga hasta etapas de microposicionamiento y nanoposición con cargas ligeras. Aunque todas las etapas lineales están diseñadas y construidas para proporcionar una alta precisión de posicionamiento y repetibilidad y para minimizar los errores angulares y planos, las etapas para las aplicaciones de microposicionamiento y nanoposición requieren consideraciones adicionales en la selección y diseño de componentes para lograr estos movimientos muy pequeños y precisos.

El microposicionamiento se refiere a aplicaciones donde los movimientos son tan pequeños como un micrón o micrómetro. (Un micrón está en un millonésimo de metro, o 1.0 x 10-6 m.)
El nanoposición se refiere a aplicaciones donde los movimientos son tan pequeños como un nanómetro. (Un nanómetro es mil millones de medidores, o 1 x 10-9 m.)

Para lograr el posicionamiento en el rango de micrones o nanómetros, uno de los principios clave de diseño es eliminar la mayor cantidad de fricción posible. Esta es la razón por la cual las etapas de nanoposición utilizan exclusivamente la unidad sin contacto y las tecnologías de guía. Por ejemplo, la fuerza impulsora para un nanoposicionista generalmente es proporcionada por un motor lineal, un actuador piezoal o un motor de bobina de voz. Por otro lado, el microposición a menudo se puede lograr con transmisiones mecánicas más tradicionales, como bola y tornillos de plomo, aunque a veces también se usan motores lineales para aplicaciones de microposicionamiento.

Las tecnologías de guía sin fricción utilizadas para el nanoposición incluyen cojinetes de aire, guías magnéticas y flexiones. Debido a que estas tecnologías no implican contacto rodante o deslizante, también evitan la reacción y el cumplimiento que degradan la precisión de posicionamiento en las transmisiones mecánicas tradicionales. Para las etapas de microposición, las guías lineales no recirculantes suelen ser la mejor opción, ya que no experimentan pulsaciones y niveles de fricción variables de las bolas que ingresan y salen de la zona de carga. Sin embargo, algunas guías lineales de recirculación de alta precisión se han optimizado para reducir estas pulsaciones y variaciones de fricción, lo que las hace adecuadas para aplicaciones de microposición, particularmente aquellas con longitudes de carrera totales más largas.

Además de la fricción y la reacción violenta, otros efectos, como la histéresis y la fluencia, pueden interferir con la capacidad del sistema para posicionarse a nivel de microna o nanómetro. Para lidiar con estos efectos, las etapas de microposición y nanoposicionamiento generalmente se operan en un sistema de circuito cerrado utilizando un dispositivo de retroalimentación de posición que tiene una resolución mucho más alta que la precisión de posicionamiento requerida. Esto a menudo significa una resolución de micrones individuales (o mejores) para aplicaciones de microposición y resolución de un solo nanométrico para los requisitos de nanopositionamiento.

Las tecnologías que pueden proporcionar estas resoluciones extremadamente altas incluyen codificadores ópticos de escala de vidrio, sensores capacitivos y codificadores basados ​​en interferómetro. Sin embargo, debido a que las etapas de nanoposición son típicamente dispositivos muy pequeños, los codificadores capacitivos, que pueden construirse en una huella muy pequeña, son típicamente la mejor opción. Para las etapas de microposición, los codificadores magnéticos de alta resolución a veces también se usan también, particularmente cuando el entorno implica temperaturas fluctuantes o alta humedad.

A pesar de su diseño y construcción especiales, las etapas de microposición y nanoposición son relativamente fáciles de personalizar, especialmente en términos de materiales, acabados y preparaciones especiales, y se aplican en aplicaciones únicas. Caso en cuestión: las etapas que están construidas con componentes sin fricción suelen ser adecuados para aplicaciones de sala limpia y vacío, ya que no crean partículas debido a la fricción de rodamiento o deslizamiento y no requieren lubricación. Y si se requiere una versión no magnética, los componentes de acero estándar se pueden reemplazar fácilmente con alternativas no magnéticas sin preocupaciones con respecto a la capacidad de carga reducida. En muchas aplicaciones donde se utilizan las etapas de microposición y nanopositionamiento, el diseño de la máquina incluye características como mecanismos de amortiguación que pueden contrarrestar incluso las vibraciones más míneas y algoritmos de control avanzados para compensar las perturbaciones.