Questo articolo presenta la progettazione e il test di un sistema di posizionamento di precisione a 6 gradi di libertà (DOF), che è assemblato da due diverse fasi di posizionamento di precisione 3-DOF, ciascuna guidata da tre attuatori piezoelettrici (PEA). Sulla base dei PEA di precisione e dei meccanismi a cerniera di flessione, si ottiene un movimento di alta precisione. La metodologia di progettazione e le caratteristiche cinematiche del sistema di posizionamento 6-DOF sono studiate. Secondo un modello cinematico efficace, le matrici di trasformazione sono ottenute, che viene utilizzato per prevedere la relazione tra lo spostamento di uscita dalla disposizione del sistema e la quantità di espansione PEAs. Inoltre, le caratteristiche statiche e dinamiche del sistema 6-DOF sono state valutate mediante simulazione ed esperimenti con il metodo degli elementi finiti (FEM). La struttura di progettazione fornisce un’elevata larghezza di banda dinamica con la prima frequenza naturale di 586,3 Hz. Il controllo di disaccoppiamento è proposto per risolvere il movimento di accoppiamento esistente del sistema 6-DOF. Nel frattempo, per compensare l’isteresi dei PEA, il modello Bouc-Wen inverso è stato applicato come compensatore di isteresi feedforward nel metodo di controllo ibrido feedforward/feedback. Infine, sono stati eseguiti ampi esperimenti per verificare le prestazioni di inseguimento del meccanismo sviluppato.