Los sistemas de posicionamiento lineal de alta precisión, como los utilizados para enfocar y escanear en equipos de medición e inspección, a menudo necesitan dos modos de movimiento diferentes: uno rápido (100 mm/s) seguido de uno más lento (20 nm/s). El modo rápido reduce el tiempo de movimiento, mientras que el modo más lento garantiza la precisión. Hasta ahora, un diseño común utilizaba etapas separadas, una impulsada por un husillo de bolas o un motor lineal y la segunda, montada encima de la primera, impulsada por un micrómetro motorizado o un motor piezoeléctrico.

Los ingenieros han desarrollado un enfoque alternativo: una etapa única económica con dos sistemas de accionamiento independientes. Dos motores rotativos, un servomotor de CC estándar y un motor PiezoLeg, se montan en cada extremo de un husillo de bolas de alta precisión Steinmeyer. Un embrague electromagnético controla la conexión entre el motor PiezoLeg y el husillo de bolas. El servo de CC siempre está conectado, pero solo se alimenta para movimientos rápidos.

En el modo de alta velocidad, el embrague activa y desactiva el motor del PiezoLeg. Un motor de corriente continua convencional con codificador rotatorio se encarga de la tarea de conducción. Debido a que los movimientos de alta velocidad se pueden ejecutar rápidamente, el calor introducido por el motor de corriente continua es muy bajo. Dependiendo del paso del husillo de bolas, la velocidad utilizable oscila entre 0,1 y 100 mm/s.

Con el embrague apagado, el motor del PiezoLeg se conecta al husillo de bolas. Un subsistema de medición lineal de alta resolución proporciona información de posición al controlador de movimiento. Con el embrague apagado, se minimizan los efectos del calor de los electroimanes. Y en la posición de reposo, el piezomotor funciona como un freno pasivo, evitando movimientos no deseados del escenario. Sin embargo, después de cambiar al motor PiezoLeg, es posible un rango de velocidad de 0,15 a aproximadamente 0,00002 mm/s (20 nm/s). La estabilidad de las velocidades en el rango de velocidades más bajo depende de la resolución de la escala lineal utilizada.

La relación entre la velocidad máxima y la mínima es de 1 millón a 1, o superior, y es posible cambiar de velocidad rápida a velocidad lenta de alta precisión y viceversa. El movimiento en ambos modos está limitado únicamente por el rango de recorrido del sistema de posicionamiento.