En muchas aplicaciones que requieren movimiento vertical, un actuador del eje Z se combina con uno o dos ejes horizontales en una disposición de estilo cartesiano o de estilo pórtico. En estas configuraciones de eje múltiple, la carga movida se monta en el eje Z a través de un soporte, creando una carga de momento que afecta no solo el eje Z, sino también los ejes horizontales (x e y). Esta carga en voladizo puede conducir a la desviación en las guías lineales de soporte, las carcasas del actuador y los soportes, además de tiempos de asentamiento inaceptables y oscilaciones en aplicaciones altamente dinámicas. Esta es la razón por la cual las aplicaciones que requieren movimiento vertical con alta rigidez y deflexión mínima a veces usan una etapa de elevación vertical en lugar de un actuador tradicional del eje Z.

Una etapa de elevación vertical utiliza una tabla horizontal plana para soportar una carga a medida que se mueve verticalmente, eliminando las cargas en voladizo que pueden causar desviación. Existen varias variaciones de diseño de las etapas de elevación vertical, pero cuando el viaje extremadamente suave y preciso y la alta precisión de posicionamiento son los criterios más importantes, el diseño generalmente consistirá en una tabla que está conectada a diapositivas de rodillos cruzados en una disposición de cuña. Una bola o tornillo de plomo impulsa la mesa en la dirección lateral, y la disposición de cuña del rodillo cruzado se desliza transforma el movimiento horizontal del tornillo en el movimiento vertical de la mesa. Este diseño proporciona una precisión de viaje y posicionamiento muy precisa, pero generalmente se limita a longitudes de carrera de 25 mm o menos.

Otro diseño común para las etapas de elevación vertical utiliza una guía lineal vertical en cada esquina (o en algunos casos, seis guías lineales espaciadas uniformemente alrededor del área de la mesa) y una bola vertical o tornillo de plomo ubicado en el centro. Las guías son típicamente ejes redondos con bujes lineales de recirculación, ya que proporcionan un movimiento muy suave y tienen una tendencia menor a unirse cuando se usa cuatro (o más) guías en conjunto, gracias a su capacidad de compensar alguna desalineación.

El beneficio de este diseño de la etapa de elevación vertical es la capacidad de transportar cargas útiles más grandes y pesadas mientras se mantiene un movimiento suave y preciso y un buen paralelismo entre la tabla y la base durante el movimiento. Las longitudes de accidente cerebrovascular disponibles también son más largas que para el diseño de cuña impulsada por el tornillo, hasta varios cientos de milímetros en algunos casos.

Tenga en cuenta que ambos tipos de elevación vertical descrita anteriormente se denominan "etapas" porque están diseñados para un viaje y posicionamiento extremadamente precisos en la dirección Z, al igual que las etapas XY que usan guías lineales de alta precisión y unidades de bola o tornillo de plomo.

Sin embargo, en el diseño de cuña impulsado por el tornillo, la superficie de la tabla generalmente se mecaniza con una tolerancia de planitud muy apretada, por lo que se ajusta más a la definición tradicional de una etapa que la versión de guía lineal impulsada por el tornillo.