Esistono molti modi per costruire sistemi lineari per il movimento nelle direzioni X, Y e/o Z, note anche come coordinate cartesiane. I termini che generalmente utilizziamo per riferirci a questi sistemi dipendono da come sono assemblati gli assi, da dove è posizionato il carico e, in una certa misura, dal tipo di utilizzo per cui il sistema è stato progettato. In molte applicazioni industriali prevalgono i robot cartesiani e a portale, ma nelle applicazioni di precisione le tavole XY sono spesso la scelta migliore, grazie alla loro struttura compatta e rigida e all'elevata precisione di corsa e posizionamento.

Sistemi cartesiani
I sistemi cartesiani sono costituiti da due o tre assi: XY, XZ o XYZ. Spesso incorporano un effettore finale con una componente rotazionale per orientare il carico o il pezzo in lavorazione, ma forniscono sempre un movimento lineare in almeno due delle tre coordinate cartesiane.
Quando si utilizza un sistema cartesiano, il carico è solitamente a sbalzo dall'asse più esterno (Y o Z). Ad esempio, in un portale XY, il carico è montato sull'asse Y, all'estremità dell'asse o a una distanza dall'asse, creando un braccio di momento sull'asse Y. Ciò può limitare la loro capacità di carico, in particolare quando l'asse più esterno ha una corsa molto lunga, creando un grande momento sugli assi inferiori di supporto.
I sistemi cartesiani sono utilizzati in un'ampia gamma di applicazioni con corse massime su ciascun asse tipicamente pari o inferiori a un metro. Le più comuni di queste applicazioni includono pick-and-place, distribuzione e assemblaggio.

Sistemi a portale
Per risolvere il problema degli assi esterni che causano un momento di carico sugli assi interni, i sistemi a portale utilizzano due assi X e, in alcuni casi, due assi Y e due assi Z. (I portali hanno quasi sempre tre assi: X, Y e Z.) Il carico su un sistema a portale si trova all'interno dell'ingombro del portale e il portale è montato sull'area di lavoro. Tuttavia, per le parti che non possono essere movimentate dall'alto, i portali possono essere configurati per lavorare dal basso.
I sistemi a portale vengono utilizzati in applicazioni con corse lunghe (superiori a un metro) e possono trasportare carichi utili molto pesanti che non sono adatti per una progettazione a sbalzo. Uno degli usi più comuni dei sistemi a portale è il trasporto aereo, come lo spostamento di componenti automobilistici di grandi dimensioni da una stazione all'altra in un'operazione di assemblaggio.