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玻璃精雕機工作原理是運用電腦繪圖并導出程序，將程序導入到精雕機CNC系統。CNC系統根據程序代碼驅動X、Y、Z軸伺服行走軌跡，同時控制變頻器驅動主軸電機，主軸電機帶動刀具高速旋轉。Y軸帶動玻璃工件前后運動， X、Z軸伺服帶動刀具左右、上下運動。根據X、Y、Z軸運動軌跡，刀具對玻璃工件進行切屑，可以實現打孔、開槽、倒邊、異型等加工。在加工的同時在玻璃切屑處噴注切削液，切削液起到冷卻、潤滑、清洗、吸振的作用。

為了提高加工效率，市場上一般是四頭精雕機，即可以同時加工4塊同樣形狀的玻璃。為了進一步提率，加工的同時可以實現下料和上料的工作，所以設備具有兩組4工位，共8個工位。這樣可以實現4塊玻璃在加工的同時，可以將已經加工好的4塊玻璃下料，下料完后將新的待加工玻璃上料，為下次加工做好準備。每組4工位共用一個Y軸伺服，所以有2個Y軸前后伺服，分別是Y1、Y2軸；共有4個加工刀具，對應有4個主軸電機，4臺變頻器，以及4個Z軸上下伺服，分別是Z1、Z2、Z3、Z4軸；4個刀具共用一個X軸伺服實現左右運動。待下料和上料的那組工位，對應的Y軸會將其移動到指定的位置，由人工或者其它輔助機械手進行下料和上料操作。

為了節省人工操作，有些設備配有一個上下料搬運機械手，將4塊已經加工好的玻璃下料到固定位置的水槽中，之后將4塊擺好的待加工玻璃搬運到4個空工位上。機械手需要實現XYZ運動，所以配置了V、W軸伺服，以實現機械手X、Y方向的運動（為了區分加工的X、Y軸，機械手的X、Y軸用V、W軸表示）；機械手Z方向因為長度一樣，為了節省成本所以用氣缸替代伺服。同時設備配置一個待加工玻璃原料倉，原料倉配一個伺服將玻璃提升到一個固定高度，有一個氣缸將固定高度的玻璃擺放到皮帶上，每擺放一塊玻璃，皮帶運動一個位置，直到擺放好4塊玻璃。擺放好的4塊玻璃待機械手來取料并上料到空工位上。原料倉伺服用A軸表示。皮帶用步進驅動。