設定工件坐標系Z向原點與設定XY平面原點的原理相同，但是實際操作方法不同，原因在于加工平面輪廓時，刀具中心的徑向偏置(補償)在X、Y兩個方向可能都有且方向不斷變化，只有將此偏置(補償)量加在刀具半徑上的方法簡便易行;而在每一把刀的使用過程中，刀具長度偏置(補償)方向與偏置(補償)值是固定的，因此既可以將此值放在刀具長度參數(shù)內，也可以放在工件坐標系Z向原點參數(shù)內，在不同的使用環(huán)境下各有方便之處。
工件坐標系Z向原點的設定主要分為兩類，共三種方法，第一類即方法一，工件坐標系的Z向原點坐標是工件原點在機床坐標系內的實際位置;刀具長度是主軸端面到刀尖的距離。加工時執(zhí)行刀具長度正向補償，這是最常用的也是最直觀的方法，到達圖1a所示位置時使用的程序段為“G1G43Z0H1F100;”，其中G43為正向刀具長度補償，H1為第一把刀的長度補償值存儲位置。
第二類是將刀具長度與工件坐標系Z向原點結合在一起使用，分別有以下兩種方法:方法二只設工件坐標系Z向原點，刀長設為0，因此在加工時不必使用刀具長度補償功能，但是每一把刀都要分別設定工件坐標系Z向原點;方法三反過來只設刀具長度，工件坐標系Z向原點設為0，如果刀具長度輸入的是正值，在加工時要執(zhí)行刀具長度負向補償。這兩種方法不直觀但是操作較簡單，下面分別介紹。
方法二:將刀具長度補償值加在工件坐標系Z向原點數(shù)值中。操作時把刀具裝在主軸上，移動主軸讓刀尖輕輕接觸工件上表面，記下此時機床坐標系中Z的數(shù)值并輸入工件坐標系Z的位置即可。此方法設定的工件坐標系原點比方法一抬高了一個刀長，相當于將刀具長度正向補償?shù)臄?shù)值加到了工件坐標系Z向原點的坐標值上，因此就不用設置刀長的參數(shù)了，到達圖1b所示位置時使用的程序指令為“G1ZOF100”;(對刀位置與此圖也相同)。在數(shù)控銑的操作中經常使用這種方法。
此方法的缺點是工件坐標系Z的原點坐標會隨著刀長的改變而改變。但是由于操作簡單在比賽時經常采用，尤其在比賽刀柄數(shù)量不足，選手需要頻繁裝刀、拆刀的場合，每個換刀過程都能節(jié)約一點時間。
在加工中心的實際生產中也有應用此方法，首先需要選擇一把基準刀，其刀長設為0，用它建立工件坐標系Z向原點。其余刀具的長度值是與基準刀的差值。這里有三點需注意:一是基準刀要始終放在刀庫內，且刀長不改變，一旦因為某種原因需要更換，則刀庫內其他刀具長度都要隨之改變。二是每次建立工件坐標系時都要使用基準刀。三是使用其他刀具時要使用刀具長度補償功能。
方法三:工件坐標系Z值設為0。工件坐標系Z向原點設置為0，相當于與機床坐標系Z向原點重合了。對刀方法與方法二相同，只是將刀尖輕輕接觸工件上表面之后機床坐標系中Z的數(shù)值輸入刀具長度補償存儲器中，要注意此時的刀具長度值與方法一中的刀具長度值的概念和數(shù)值是完全不同的，方法一中的刀具長度值是指主軸端面到刀尖的距離，而此時的刀具長度值是“主軸端面沿-Z方向移動的距離”，即名義刀長，指令格式為“G1G44 Z0 H1F100;”G44的功能是“負向刀具長度補償”，執(zhí)行此程序段后的位置如圖1c所示。同樣此位置也是對刀時的位置。
小結:在加工過程中，所有的刀尖與工件最終只有一種位置關系，即執(zhí)行“GO1ZO;”程序段時，刀尖應當剛好接觸Z0平面。
由于刀具長度是不一樣的，在執(zhí)行“GO1ZO;”時，移動的距離也不同。
方法一是將此變化放在“刀具長度”中;
方法二是將其放在“工件坐標系Z0”的數(shù)值中;
方法三是直接放在刀尖向下移動的距離中。
萬變不離其宗，三種方法刀尖移動的距離都是一樣的，只不過數(shù)值(移動距離)存儲位置不同，程序指令格式不同。具體使用什么方法取決于操作場合及習慣。
