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內，也可以放在工件坐標系Z向原點參數內，在不同的使用環境下各有方便之處。
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的數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。
