Мы взяли готовый конструктор "Кулибин" и модернизировали.
Но идея в общем простая.
На каждой оси - шаговый двигатель. Двигатели запускаются/шагают ключами. Ключи включаются от чего хочешь. Дальше наступает нюанс.
Вариант раз. Если вы хотите использовать микроконтроллер - то это означает скорей всего, что вначале вы заливаете в него программу движения - и по этой программе все происходит. Сама программа пишется например в CodeView. Ардуино тут видимо избыточен.
Вариант второй - сразу с компа. Тогда надо интерфейс. У нас был LPT, это просто и дешево. Если захотите USB - это сложнее и дороже - нужны чипы FTDI. Но точнее не скажу, не делал.
Ваша схема в иллюстраторе должна будет преобразоваться в набор команд типа запустить двигатель 1, сделать столько-то шагов, выключить/заблокировать. Как это сделать - либо использовать что-то готовое, либо самому придумать некую логику - в общем это не сложно. Мы написали свой интерпретатор с командами типа вправо, влево, нарисовать круг, перейти в координату такую-то, и т.п... Так что скорее всего надо будет написать свой редактор или распарсить какой-нибудь простой векторный формат типа wmf.
Теперь о важном. Управление - это на самом деле просто.
Сложно обеспечить нужную жесткость конструкции и точность. Решите в первую очередь какая точность вам нужна, и как вы её достигнете.
Успехов!