Les conceptions de platines linéaires vont des portiques à grande course et à forte charge aux platines de micropositionnement et de nanopositionnement à faible charge. Bien que toutes les platines linéaires soient conçues et construites pour offrir une précision et une répétabilité de positionnement élevées et minimiser les erreurs angulaires et planes, les platines destinées aux applications de micropositionnement et de nanopositionnement nécessitent des considérations supplémentaires lors du choix et de la conception des composants pour réaliser ces mouvements très précis et de très faible intensité.

Le micropositionnement désigne les applications où les mouvements sont de l'ordre d'un micron, ou micromètre. (Un micron correspond à un millionième de mètre, soit 1,0 x 10-6 m.)
Le nanopositionnement désigne les applications où les mouvements sont aussi petits qu'un nanomètre. (Un nanomètre équivaut à un milliardième de mètre, soit 1 x 10-9 m.)

Pour obtenir un positionnement de l'ordre du micron ou du nanomètre, l'un des principes de conception clés est d'éliminer autant que possible les frottements. C'est pourquoi les platines de nanopositionnement utilisent exclusivement des technologies d'entraînement et de guidage sans contact. Par exemple, la force motrice d'un nanopositionneur est généralement fournie par un moteur linéaire, un actionneur piézoélectrique ou un moteur à bobine mobile. En revanche, le micropositionnement peut souvent être réalisé avec des transmissions mécaniques plus traditionnelles telles que des vis à billes et des vis-mères, bien que les moteurs linéaires soient également parfois utilisés pour les applications de micropositionnement.

Les technologies de guidage sans frottement utilisées pour le nanopositionnement comprennent les paliers à air, les guides magnétiques et les flexions. Comme ces technologies n'impliquent ni contact roulant ni glissement, elles évitent également le jeu et la compliance qui dégradent la précision de positionnement des transmissions mécaniques traditionnelles. Pour les étapes de micropositionnement, les guides linéaires sans recirculation sont généralement la meilleure option, car ils ne subissent pas de pulsations ni de variations de frottement dues aux billes entrant et sortant de la zone de charge. Cependant, certains guides linéaires à recirculation de haute précision ont été optimisés pour réduire ces pulsations et variations de frottement, ce qui les rend adaptés aux applications de micropositionnement, notamment celles avec des courses totales plus longues.

Outre le frottement et le jeu, d'autres effets, tels que l'hystérésis et le fluage, peuvent perturber la capacité du système à se positionner à l'échelle du micron ou du nanomètre. Pour gérer ces effets, les étapes de micropositionnement et de nanopositionnement sont généralement exploitées en boucle fermée à l'aide d'un dispositif de rétroaction de position dont la résolution est bien supérieure à la précision de positionnement requise. Cela se traduit souvent par une résolution de l'ordre du micron (ou supérieure) pour les applications de micropositionnement et de l'ordre du nanomètre pour les exigences de nanopositionnement.

Les technologies permettant d'obtenir ces résolutions extrêmement élevées comprennent les codeurs optiques à échelle de verre, les capteurs capacitifs et les codeurs interférométriques. Cependant, les platines de nanopositionnement étant généralement des dispositifs de très petite taille, les codeurs capacitifs, dont l'encombrement est très réduit, constituent généralement la meilleure option. Pour les platines de micropositionnement, des codeurs magnétiques haute résolution sont parfois également utilisés, notamment lorsque l'environnement est soumis à des fluctuations de température ou à une forte humidité.

Malgré leur conception et leur construction spécifiques, les platines de micropositionnement et de nanopositionnement sont relativement faciles à personnaliser, notamment en termes de matériaux, de finitions et de préparations spéciales, et s'appliquent à des applications uniques. Par exemple, les platines fabriquées avec des composants sans frottement sont généralement adaptées aux applications en salle blanche et sous vide, car elles ne génèrent pas de particules dues au frottement de roulement ou de glissement et ne nécessitent pas de lubrification. Si une version amagnétique est requise, les composants standard en acier peuvent être facilement remplacés par des alternatives amagnétiques sans risque de réduction de la capacité de charge. Dans de nombreuses applications utilisant des platines de micropositionnement et de nanopositionnement, la conception de la machine intègre des fonctionnalités telles que des mécanismes d'amortissement capables de neutraliser les vibrations les plus infimes et des algorithmes de contrôle avancés pour compenser les perturbations.