선형 단계 디자인은 긴 스트로크, 고 부하 가르트 리에서 미세 배치 및 가벼운 페이로드가있는 나노 포지셔닝 단계에 이르기까지 다양합니다. 모든 선형 단계는 높은 위치 정확도 및 반복성을 제공하고 각도 및 평면 오류를 최소화하기 위해 설계 및 구성되었지만, 미세 배치 및 나노 처리 응용 분야의 단계는 이러한 매우 작고 정확한 동작을 달성하기 위해 구성 요소 선택 및 설계에서 추가 고려 사항이 필요합니다.

미세 배치는 움직임이 하나의 미크론 또는 마이크로 미터만큼 작은 응용 프로그램을 나타냅니다. (1 마이크론은 백만 분의 1 미터 또는 1.0 x 10-6m입니다.)
나노 가로지는 것은 움직임이 하나의 나노 미터만큼 작은 응용 프로그램을 말합니다. (1 개의 나노 미터는 1 억 미터 또는 1 x 10-9m입니다.)

미크론 또는 나노 미터 범위에서 포지셔닝을 달성하기 위해 주요 설계 원칙 중 하나는 가능한 한 많은 마찰을 제거하는 것입니다. 그렇기 때문에 나노 가로지는 단계가 독점적으로 비접촉식 드라이브 및 안내 기술을 사용하는 이유입니다. 예를 들어, 나노 가로자를위한 구동력은 일반적으로 선형 모터, 피에조 액추에이터 또는 음성 코일 모터에 의해 제공됩니다. 한편, 선형 모터는 때때로 미세 배치 응용 분야에 사용되지만, 볼 및 리드 스크류와 같은보다 전통적인 기계식 드라이브 트레인으로 미세 배치를 종종 달성 할 수있다.

마찰이없는 가이드 기술에는 공기 베어링, 자기 가이드 및 굴곡이 포함됩니다. 이러한 기술에는 롤링 또는 슬라이딩 접촉이 포함되지 않기 때문에 전통적인 기계적 전송에서 위치 정확도를 저하시키는 반발 및 준수를 피합니다. 미세 배치 단계의 경우, 비 재순환 선형 가이드가 일반적으로 최선의 선택입니다. 이들은 맥동을 경험하지 못하고 볼이 부하 영역에 들어가서 종료하는 볼에서 다양한 마찰 레벨을 경험하지 않기 때문입니다. 그러나, 일부 고 진수 재순환 선형 가이드는 이러한 맥동 및 마찰 변화를 줄이기 위해 최적화되어 미세 배치 응용 분야, 특히 총 뇌졸중 길이가 더 긴 마이크로 배치 응용에 적합합니다.

마찰 및 반발 외에도 히스테리시스 및 크리프와 같은 다른 효과는 미크론 또는 나노 미터 레벨에서 시스템의 위치를 ​​방해 할 수 있습니다. 이러한 효과를 다루기 위해, 미세 배치 및 나노 가로화 단계는 일반적으로 필요한 위치 정확도보다 훨씬 높은 해상도를 갖는 위치 피드백 장치를 사용하여 폐쇄 루프 시스템에서 작동합니다. 이는 종종 미세 예치 응용 분야에 대한 단일 미크론 (또는 더 나은) 해상도를 의미하며 나노 가로 요구 사항에 대한 단일 나노 미터 해상도를 의미합니다.

이러한 매우 높은 해상도를 제공 할 수있는 기술에는 유리 스케일 광학 엔코더, 정전성 센서 및 간섭계 기반 인코더가 포함됩니다. 그러나 나노 가로화 단계는 일반적으로 매우 작은 장치이기 때문에 매우 작은 발자국으로 구성 할 수있는 정전성 인코더는 일반적으로 최상의 옵션입니다. 미세 배치 단계의 경우, 특히 환경이 변동하는 온도 또는 높은 습도를 포함 할 때 고해상도 자기 인코더도 사용됩니다.

특수 설계 및 구성에도 불구하고, 미세 배치 및 나노 가로 지정 단계는 특히 재료, 마감 및 특수 준비 측면에서 사용자 정의가 쉽고 고유 한 응용 분야에 적용됩니다. 사례 : 마찰이없는 구성 요소로 구성된 단계는 일반적으로 롤링 또는 슬라이딩 마찰로 인해 미립자 물질을 생성하지 않고 윤활이 필요하지 않기 때문에 일반적으로 클린 룸 및 진공 응용 분야에 적합합니다. 비자 성 버전이 필요한 경우, 표준 스틸 구성 요소는 부하 용량 감소에 대한 우려없이 비자 성 대안으로 쉽게 대체 할 수 있습니다. 미세 배치 및 나노 가로화 단계가 사용되는 많은 응용 분야에서 기계 설계에는 방해를 보상하기 위해 가장 작은 진동 및 고급 제어 알고리즘에 대응할 수있는 댐핑 메커니즘과 같은 기능이 포함됩니다.