Линейные конструкции сцены могут варьироваться от длинной ударной, высокой нагрузки, до стадий микропозиции и нанопозиции с легкими полезными нагрузками. Хотя все линейные стадии разработаны и построены для обеспечения высокой точности и повторяемости позиционирования и минимизации угловых и плоских ошибок, стадии для микропозиции и нанопозиции требуют дополнительных соображений при выборе компонентов и конструкции для достижения этих очень небольших, точных движений.

Микропозиция относится к приложениям, где движения столь же малы, как один микрон или микрометр. (Один микрон находится на миллионном метре, или 1,0 х 10-6 м.)
Нанопозиция относится к приложениям, где движения столь же малы, как один нанометр. (Один нанометр составляет один миллиард метра, или 1 х 10-9 м.)

Для достижения позиционирования в микронном или нанометровом диапазоне, одним из ключевых принципов проектирования является исключение как можно больше трения. Вот почему этапы нанопозиции исключительно используют бесконтактные и руководящие технологии. Например, движущая сила для нанопозитора обычно обеспечивается линейным двигателем, пьезовым приводом или голосовой катушкой. С другой стороны, микропозиция часто может быть достигнута с помощью более традиционных механических трансмиссий, таких как шариковые и свинцовые винты, хотя линейные двигатели также иногда используются для применений микропозиции.

Грубые технологии без трения, используемые для нанопозиции, включают воздушные подшипники, магнитные гиды и изгиб. Поскольку эти технологии не включают в себя прокатывание или скользящие контакты, они также избегают обратной реакции и соответствия, которые разлагают точность позиционирования в традиционных механических передачах. На стадии микропозиции не повторные линейные руководства, как правило, являются лучшим выбором, поскольку они не испытывают пульсации и различные уровни трения от шариков, входящих и выходящих из зоны нагрузки. Тем не менее, некоторые рециркуляции линейных гидов с высокой точностью были оптимизированы, чтобы уменьшить эти пульсации и изменения трения, что делает их подходящими для применений микропозиции-особенно с более длительными общими длинами хода.

В дополнение к трениям и обратной реакции, другие эффекты, такие как гистерезис и ползучесть, могут мешать способности системы расположить на уровне микрона или нанометра. Чтобы справиться с этими эффектами, микропозиции и стадии нанопозиции обычно работают в системе с замкнутым контуром с использованием устройства обратной связи с положением, которое имеет гораздо более высокое разрешение, чем требуемая точность позиционирования. Это часто означает разрешение однометрона (или лучшего) для применений микропозиции и разрешения однонанометра для требований к нанопозиции.

Технологии, которые могут обеспечить эти чрезвычайно высокие разрешения, включают оптические энкодеры шкалы стекла, емкостные датчики и кодеры на основе интерферометра. Однако, поскольку этапы нанопозиции обычно представляют собой очень небольшие устройства, емкостные кодеры, которые могут быть построены в очень небольшом следов, обычно являются лучшим вариантом. Для стадий микропозиции иногда используются магнитные кодеры с высоким разрешением, особенно когда окружающая среда включает колеблющиеся температуры или высокую влажность.

Несмотря на их специальную конструкцию и конструкцию, микропозиции и этапы нанопозиции относительно легко настраивать - особенно с точки зрения материалов, отделки и специальных приготовлений - и применяются в уникальных приложениях. Показательный пример: этапы, которые построены с компонентами без трения, обычно подходят для применения в чистой комнате и вакууме, поскольку они не создают частиц из-за катания или скольжения и не требуют смазки. И если требуется немагнитная версия, стандартные стальные компоненты могут быть легко заменены немагнитными альтернативами без опасений относительно снижения емкости нагрузки. Во многих приложениях, где используются стадии микропозиции и нанопозиции, конструкция машины включает такие функции, как механизмы демпфирования, которые могут противодействовать даже малейшим вибрациям и расширенным алгоритмам управления, чтобы компенсировать нарушения.