垂直方向の動きを必要とする多くのアプリケーションでは、Z 軸アクチュエータが、デカルトまたはガントリー形式の配置で 1 つまたは 2 つの水平軸と組み合わされます。これらの多軸構成では、移動した荷重はブラケットを介して Z 軸に取り付けられ、Z 軸だけでなく水平 (X および Y) 軸にも影響を与えるモーメント荷重が生成されます。この片持ち荷重は、非常に動的な用途では許容できない整定時間や振動に加えて、支持するリニア ガイド、アクチュエータ ハウジング、ブラケットにたわみを引き起こす可能性があります。このため、高剛性でたわみを最小限に抑えた垂直動作が必要なアプリケーションでは、従来の Z 軸アクチュエータではなく垂直リフト ステージが使用されることがあります。

垂直リフトステージは、垂直方向に移動する荷重を支えるために平らな水平テーブルを使用し、たわみの原因となる片持ち荷重を排除します。垂直リフトステージにはいくつかの設計バリエーションがありますが、非常にスムーズで正確な移動と高い位置決め精度が最も重要な基準である場合、設計は通常、ウェッジ配置で交差したローラースライドに接続されたテーブルで構成されます。ボールまたは親ネジがテーブルを横方向に駆動し、交差したローラー スライドのウェッジ配置がネジによる水平方向の動きをテーブルの垂直方向の動きに変換します。この設計では、非常に正確な移動と位置決めの精度が得られますが、通常はストローク長が 25 mm 以下に制限されます。

垂直リフト ステージのもう 1 つの一般的な設計では、各コーナーに垂直リニア ガイド (場合によっては、テーブルの周囲に等間隔に配置された 6 つのリニア ガイド) と、中央に配置された垂直ボールまたは親ネジが使用されます。ガイドは通常、再循環リニア ブッシュを備えた丸いシャフトです。これは、ガイドが非常にスムーズな動きを提供し、多少の位置ずれを補正する機能のおかげで、4 つ (またはそれ以上) のガイドをタンデムで使用するときに固着する傾向が低いためです。

この垂直リフトステージ設計の利点は、スムーズで正確な動きと、動作中のテーブルとベース間の良好な平行度を維持しながら、より大きく重いペイロードを運ぶことができることです。利用可能なストローク長も、ネジ駆動のウェッジ設計よりも長く、場合によっては最大数百ミリメートルになります。

上で説明した両方のタイプの垂直リフトは、高精度のリニア ガイドとボールまたは送りねじドライブを使用する XY ステージと同様に、Z 方向の移動と位置決めが非常に正確になるように設計されているため、「ステージ」と呼ばれることに注意してください。

ただし、ネジ駆動のウェッジ設計では、テーブル表面は通常、非常に厳しい平坦度公差に合わせて機械加工されるため、ネジ駆動のリニア ガイド バージョンよりもステージの従来の定義に厳密に適合します。