측정 및 검사 장비에서 초점 조절과 스캔에 사용되는 것과 같은 고정밀 선형 위치 제어 시스템은 종종 두 가지 다른 동작 모드, 즉 고속 모드(100mm/sec)와 저속 모드(20nm/sec)를 필요로 합니다. 고속 모드는 이동 시간을 단축하고, 저속 모드는 정밀도를 보장합니다. 지금까지 일반적인 설계 방식은 볼 스크류 또는 선형 모터로 구동되는 스테이지와 그 위에 장착된 전동 마이크로미터 또는 압전 모터로 구동되는 스테이지, 이렇게 두 개의 분리된 스테이지를 사용하는 것이었습니다.

엔지니어들은 두 개의 독립적인 구동 시스템을 갖춘 경제적인 단일 단계 방식이라는 대안을 개발했습니다. 표준 DC 서보 모터와 피에조레그 모터, 두 개의 회전 모터가 슈타인마이어 고정밀 볼 스크류의 양쪽 끝에 장착됩니다. 전자기 클러치가 피에조레그 모터와 볼 스크류 사이의 연결을 제어합니다. DC 서보는 항상 연결되어 있지만, 빠른 움직임이 필요할 때만 전원이 공급됩니다.

고속 모드에서는 클러치가 피에조레그의 모터에 동력을 공급하고 차단합니다. 회전 엔코더가 장착된 일반 DC 모터가 구동을 담당합니다. 고속 움직임을 빠르게 수행할 수 있기 때문에 DC 모터에서 발생하는 열이 매우 적습니다. 볼 스크류의 피치에 따라 사용 가능한 속도 범위는 0.1~100mm/sec입니다.

클러치 전원이 꺼지면 PiezoLeg의 모터가 볼 스크류에 연결됩니다. 고해상도 선형 측정 서브시스템이 모션 컨트롤러에 위치 정보를 제공합니다. 클러치 전원이 꺼지면 전자석으로 인한 열 발생이 최소화됩니다. 또한 정지 상태에서 피에조 모터는 수동 브레이크 역할을 하여 불필요한 스테이지 움직임을 방지합니다. 하지만 PiezoLeg 모터로 전환하면 0.15~약 0.00002mm/sec(20nm/sec)의 속도 범위가 가능합니다. 낮은 속도 범위에서의 속도 안정성은 사용된 선형 스케일의 해상도에 따라 달라집니다.

최대 속도와 최소 속도의 비율은 100만 대 1 이상이며, 고속 모드에서 고정밀 저속 모드로, 또는 그 반대로 전환할 수 있습니다. 두 모드 모두에서 움직임은 위치 결정 시스템의 이동 범위에 의해서만 제한됩니다.