雕刻機的工作原理可以概括為：通過計算機內配置的雕刻軟件進行設計和排版，并由計算機把設計與排版的信息自動傳送至雕刻機控制器中，再由控制器把這些信息轉化成能驅動步進電機或伺服電機的帶有功率的信號（脈沖串），控制雕刻機主機生成X，Y，Z三軸的雕刻走刀路基徑。 同時，雕刻機上的高速旋轉雕刻頭，通過按加工材質配置的刀具，對固定于主機工作臺上的加工材料進行切削，即可雕刻出在計算機中設計的各種平面或立體的浮雕圖形及文字，實現雕刻自動化作業。
在具體應用中，由于激光雕刻具備瞬間高溫、速度快的特性，因此，其材料表面不會產生形變，并且能夠雕刻復雜圖案、無磨損及噪音小等優點。
此外，常見的雕刻耗材有亞克力有機板、PVC板、芙蓉板、雙色板、木工板、密度板、大理石、防火板、橡膠板、玻璃，水晶等。
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