Vinícius,
Eu penso que a gente deve começar a pensar na máquina pelo que ela vai fazer.
Conhecer "o que vai fazer" ajuda a definir os tipos de fixação dos materiais e ferramentas de usinagem necessárias, e portanto nos dá uma idéia das dimensões necessárias para a área de trabalho.
Estas dimensões nos ajudam a definir a forma construtiva - a geometria da máquina - esta talvez seja a parte mais dificil da tarefa de fazer uma máquina, pois é ela que vai nos dizer os tamanhos externos, materiais de construção, métodos de movimentação, pesos, inércias, etc...
De posse destes dados, define-se a motorização necessária, e por fim define-se a eletrônica que seria usada...
Espero que isso ajude!