Попробую резюмировать. Похвально стремление к совершенству. И использование ARM для станка с ЧПУ актуально. Правда использование ДС двигателей - это не самое новое решение. На сайте у
www.st.com есть такой файл ST_BLDC (название правда я изменил, но в тексте оно есть) в котором описывается процесс подключения разных типов двигателей: асинхронного, безколлекторного, ...). Ставишь программу RDK-GUI, в которой путем выбора подходящего варианта формируешь необходимые установки для подключения нужного типа двигателя к микроконтроллеру STM32. После этого компилируешь и получаешь некий набор файлов для системы на С. Который можно использовать в программе для микроконтроллера.
Кстати самый подходящий двигатель для этого сенсорный безколлекторный. Монитор и клавиатуру приделать, и файловую систему и флешку иже с ними, не вопрос. Смотреть там же готовые файлы. Под энкодер там есть свои аппаратные средства, правда один, но не боги горшки обжигают. Вот вам и получился станок 3D c ЧПУ.
Отдельно по поводу двигателя: безколлекторный двигатель сравним с двигателем постоянного тока по моменту и может позиционироваться как шаговый.
То есть не особо нужен энкодер, хотя иногда можно и поставить например на планшайбу.
Отдельно по поводу пьяного токаря. Делаете чертежи и заказываете ШВП, направляющие и еще много чего у изготовителя из Европы. Дороже не на много но чертежам соответствуют.