मोशन एक्ट्यूएटर्स और स्टेज को शुरू से बनाने के लिए डिज़ाइनरों को सैकड़ों पुर्जों का ऑर्डर देना, उन्हें स्टॉक में रखना और असेंबल करना पड़ता है। इससे बाज़ार में आने का समय भी बढ़ जाता है और तकनीशियनों और विशेष उत्पादन उपकरणों की आवश्यकता होती है। एक विकल्प यह है कि पहले से तैयार मोशन डिवाइस मंगवाए जाएँ।

स्टेज और एक्चुएटर अक्सर मशीन के मटेरियल बिल पर मौजूद सामान होते हैं। अगर वे सही बल, पेलोड, पोजिशनिंग और गति प्रदान करते हैं, तो मशीन निर्माताओं को उन पर ज़्यादा ध्यान देने की ज़रूरत नहीं होती। लेकिन कंपनियाँ पहले से तैयार स्टेज और एक्चुएटर का इस्तेमाल करके अपनी मशीनों को बेहतर बना सकती हैं।

इस सर्वोबेल्ट लीनियर एक्ट्यूएटर जैसे प्री-इंजीनियर्ड स्टेज की कीमत आमतौर पर उनके कंपोनेंट-आधारित समकक्षों की तुलना में 25 से 50% कम होती है, क्योंकि इनमें पुर्जों की संख्या कम होती है, खासकर ब्रैकेट और कनेक्टर की। ये डिज़ाइन और इन्वेंट्री के रखरखाव से जुड़ी लागत भी कम करते हैं।
उचित रूप से पूर्व-इंजीनियर्ड गति उप-प्रणालियाँ एक निश्चित भौतिक स्थान में फिट हो जाती हैं और मशीन के नियंत्रणों से जुड़ जाती हैं। ये आमतौर पर एक शीर्ष-स्तरीय कंप्यूटर इंटरफ़ेस, नियंत्रण कार्ड, या PLC से आदेश स्वीकार करती हैं। सबसे सरल पूर्व-इंजीनियर्ड प्रणालियों में एक एक्चुएटर और कनेक्टर के अलावा कुछ नहीं होता। जटिल पूर्व-इंजीनियर्ड चरणों में पेलोड को गति देने के लिए नियंत्रण और यहाँ तक कि अंतिम प्रभावक भी जोड़े जाते हैं।

पूर्व-इंजीनियर्ड स्टेज अक्सर घटक-निर्मित प्रणालियों से बेहतर प्रदर्शन करते हैं क्योंकि वे अनुकूलित होते हैं। इसके विपरीत, कई मशीन निर्माताओं के पास स्टेज को संरेखित करने के लिए कुशल तकनीशियन, फिक्स्चर, लेज़र इंटरफेरोमीटर और अन्य उपकरण नहीं होते हैं (जिनकी अक्ष-से-अक्ष संरेखण सहनशीलता अक्सर माइक्रोन में मापी जाती है)।

नियंत्रण रणनीति डिज़ाइन के कुछ हिस्सों को निर्धारित करती है, इसलिए पूर्व-इंजीनियर्ड स्टेज हमेशा पारंपरिक डिज़ाइन नियमों का पालन नहीं करते। जड़त्व बेमेल पर विचार करें। एक सामान्य नियम यह है कि पूर्व-पैकेज्ड एम्पलीफायर और मोटर संयोजनों के लाभ प्रीसेट का उपयोग करते समय समस्याओं से बचने के लिए पेलोड जड़त्व और मोटर जड़त्व के अनुपात को 20:1 से कम रखा जाए। लेकिन कई पूर्व-इंजीनियर्ड स्टेज का अनुपात 200:1 (या रोटरी टेबल पर 4,500:1 भी, उदाहरण के लिए) होता है और फिर भी बिना किसी ओवरशूट के सटीक चालें चलती हैं। यहाँ, निर्माता स्टेज के ट्यूनिंग लाभों को गतिशील रूप से बदलता है और भौतिक परीक्षणों द्वारा उनका सत्यापन करता है। इससे छोटी मोटरें यह काम कर पाती हैं।

इस तरह के रोटरी स्टेज आमतौर पर पोजिशनिंग के लिए इस्तेमाल किए जाते हैं, लेकिन ये सीएनसी मशीनों के लिए भी उपयुक्त हैं। प्री-इंजीनियर्ड स्टेज का सबसे ज़्यादा इस्तेमाल करने वाली मशीनें फ्यूज़्ड-इन सेमीकंडक्टर, वेट-बेंच, लेज़र-कटिंग, पैकेजिंग और लैब ऑटोमेशन हैं।
प्री-इंजीनियर्ड स्टेज भी विश्वसनीय होते हैं। नई मोशन सिस्टम चालू करते समय, अलग-अलग, छोटे से दिखने वाले पुर्ज़े आपस में ठीक से काम नहीं करते। उदाहरण के लिए, एक खराब कनेक्टर पूरी मशीन को खराब कर सकता है। प्री-इंजीनियर्ड स्टेज को मशीनों में लगाने से पहले असेंबल और टेस्ट किया जाता है ताकि ऐसा न हो।

उदाहरण: रेखीय गति
एक ऐसे अनुप्रयोग पर विचार करें जिसमें एक रैखिक ड्राइव दो अलग-अलग चालें करता है। एक 400 मिमी/सेकंड की लंबी यात्रा है, और दूसरी 13 मिमी की उच्च गति वाली जॉग है जिसे 150 मिलीसेकंड में लक्ष्य स्थिति के 10 µm के भीतर स्थिर होना चाहिए। गतिमान द्रव्यमान 38 किग्रा है और 1-µm ऑप्टिकल रैखिक एनकोडर से प्राप्त फीडबैक के आधार पर लक्ष्य द्विदिश सटीकता ±5 µm है।

पारंपरिक XY बॉल-स्क्रू चरण तब तक पर्याप्त सटीक नहीं होते जब तक कि निर्माता महंगे शून्य-बैकलैश संस्करण न चुनें। रैखिक मोटर एक अन्य विकल्प हैं, लेकिन इस अनुप्रयोग के लिए वे बड़े और महंगे होंगे, क्योंकि केवल एक लंबी मोटर कुंडली ही 300 न्यूटन के निरंतर बल की आवश्यकता को पूरा कर पाएगी। एक लंबी कुंडली के लिए समग्र डिज़ाइन में व्यापक बदलाव भी आवश्यक होंगे, जिससे यह अन्य विकल्पों की तुलना में 50% महंगा हो जाएगा।

सर्वोबेल्ट लीनियर एक्ट्यूएटर्स पर आधारित इस पूर्व-इंजीनियर्ड मल्टीएक्सिस स्टेज का परीक्षण सेमीकंडक्टर निर्माण मशीन में जोड़ने से पहले किया जाता है। इस स्टेज में शून्य बैकलैश होता है, इसलिए डिज़ाइनर नियंत्रणों को गतिशील आवश्यकताओं के अनुसार समायोजित कर सकता है। यह मददगार है क्योंकि इस मशीन में तेज़ इंडेक्स मूव करने का एकमात्र तरीका लीनियर एनकोडर का उपयोग करके सर्वोलूप को बंद करना है, जिसके लिए मोटर से पेलोड तक बैकलैश-मुक्त ड्राइवलाइन की आवश्यकता होती है।
इसके विपरीत, बेल्ट-चालित ड्राइव पर आधारित एक पूर्व-इंजीनियर्ड स्टेज किफ़ायती होता है। इसे दोहरे-लूप नियंत्रण की आवश्यकता नहीं होती क्योंकि यह केवल रैखिक एनकोडर का उपयोग करके एकल-लूप नियंत्रण से काम चला सकता है। ड्राइव में स्वाभाविक रूप से उच्च यांत्रिक अवमंदन भी होता है, जिससे नियंत्रणों को कम समय में उच्च ट्यूनिंग लाभ (वेग और स्थितिगत लाभ का चार गुना) प्राप्त होता है। इसके विपरीत, रैखिक मोटरों को सर्वोएम्पलीफायर इलेक्ट्रॉनिक्स में अवमंदन का अनुकरण करना पड़ता है, जिससे संभावित स्थितिगत लाभ कम हो जाता है।

उदाहरण: घूर्णी गति
एक और अनुप्रयोग पर विचार करें — एक त्रि-अक्षीय सीएनसी डेस्कटॉप मिलिंग मशीन। ये आमतौर पर कटिंग टूल की स्थिति निर्धारित करने के लिए रैखिक-गति प्रणालियों का उपयोग करती हैं। इसके विपरीत, एक पूर्व-इंजीनियर्ड स्टेज घूर्णी और रैखिक स्थिति निर्धारण को जोड़ती है। इसमें, दो बेल्ट-चालित रोटरी उपकरण बड़े व्यास वाले रोटरी बियरिंग्स पर भार वहन करते हैं और एक-दूसरे के आमने-सामने होते हैं। एक उपकरण 150,000-आरपीएम वायु-चालित स्पिंडल रखता है। दूसरा वर्कपीस को पकड़कर उसे 180° घुमाता है ताकि कटिंग टूल 40 × 40 × 40 मिमी आयतन में वर्कपीस की सतह पर किसी भी बिंदु तक पहुँच सके।

यह सीएनसी मिलिंग मशीन एक पूर्व-इंजीनियर्ड स्टेज का उपयोग करती है जो ज़रूरत से ज़्यादा जटिल नहीं है। इस एप्लिकेशन में पोज़िशनिंग सटीकता के बजाय अच्छी सतही फ़िनिश की ज़रूरत होती है, इसलिए यह एनकोडर का इस्तेमाल नहीं करती और ओपन लूप पर चलती है (जिससे प्रति मशीन हज़ारों डॉलर की बचत हो सकती है)।
एक स्क्रू-चालित रैखिक एक्ट्यूएटर रैखिक अक्ष को संचालित करता है, लेकिन कटिंग हेड्स वाले घूर्णन उपकरण को वर्कपीस को पकड़े हुए उपकरण के सापेक्ष अक्षीय रूप से स्थानांतरित होने देता है। तीनों उपकरण एक साथ चलते हैं। रैखिक अक्ष Z-अक्ष की स्थिति को संभालता है और कटिंग टूल को वर्कपीस के सामने लाता है।

रोटरी डिज़ाइन कठोर है, जो इसे मशीनिंग सहनशीलता को पूरा करने में मदद करता है। आजीवन लुब्रिकेटेड विकल्प संदूषण की संभावना को कम करता है, और दोनों रोटरी स्टेज पर प्रभावक कटिंग चैंबर की दीवार में साधारण रोटरी सील के माध्यम से विस्तारित होते हैं। सील आंतरिक कार्य को कटिंग द्रव और उड़ती सिरेमिक धूल से बचाती हैं। इसके विपरीत, XYZ स्टेज के लिए भारी बेलो और आर्मडिलो कवर की आवश्यकता होती है।

कटिंग टूल और वर्कपीस की घूर्णी स्थिति ध्रुवीय निर्देशांकों का उपयोग करती है, न कि कार्तीय निर्देशांकों का (जैसा कि सीएनसी गतिकी के लिए विशिष्ट है)। नियंत्रक XYZ G-कोड कमांड लेता है और उन्हें वास्तविक समय में ध्रुवीय निर्देशांकों में परिवर्तित करता है। लाभ? चिकनी सतह बनाने के लिए घूर्णी गति रैखिक गति से बेहतर है, क्योंकि सर्वोत्तम रैखिक बियरिंग और बॉल स्क्रू भी "गड़गड़ाहट" करते हैं क्योंकि बॉल लोड की गई अवस्था में अंदर-बाहर घूमते हैं। यह गड़गड़ाहट गति प्रणाली में गूंजती है और भागों पर आवधिक सतह-गुणवत्ता परिवर्तनों के रूप में दिखाई दे सकती है।