設(shè)定工件坐標(biāo)系Z向原點(diǎn)與設(shè)定XY平面原點(diǎn)的原理相同，但是實(shí)際操作方法不同，原因在于加工平面輪廓時(shí)，刀具中心的徑向偏置(補(bǔ)償)在X、Y兩個(gè)方向可能都有且方向不斷變化，只有將此偏置(補(bǔ)償)量加在刀具半徑上的方法簡(jiǎn)便易行;而在每一把刀的使用過程中，刀具長(zhǎng)度偏置(補(bǔ)償)方向與偏置(補(bǔ)償)值是固定的，因此既可以將此值放在刀具長(zhǎng)度參數(shù)內(nèi)，也可以放在工件坐標(biāo)系Z向原點(diǎn)參數(shù)內(nèi)，在不同的使用環(huán)境下各有方便之處。
工件坐標(biāo)系Z向原點(diǎn)的設(shè)定主要分為兩類，共三種方法，第一類即方法一，工件坐標(biāo)系的Z向原點(diǎn)坐標(biāo)是工件原點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系內(nèi)的實(shí)際位置;刀具長(zhǎng)度是主軸端面到刀尖的距離。加工時(shí)執(zhí)行刀具長(zhǎng)度正向補(bǔ)償，這是最常用的也是最直觀的方法，到達(dá)圖1a所示位置時(shí)使用的程序段為“G1G43Z0H1F100;”，其中G43為正向刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償，H1為第一把刀的長(zhǎng)度補(bǔ)償值存儲(chǔ)位置。
第二類是將刀具長(zhǎng)度與工件坐標(biāo)系Z向原點(diǎn)結(jié)合在一起使用，分別有以下兩種方法:方法二只設(shè)工件坐標(biāo)系Z向原點(diǎn)，刀長(zhǎng)設(shè)為0，因此在加工時(shí)不必使用刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償功能，但是每一把刀都要分別設(shè)定工件坐標(biāo)系Z向原點(diǎn);方法三反過來只設(shè)刀具長(zhǎng)度，工件坐標(biāo)系Z向原點(diǎn)設(shè)為0，如果刀具長(zhǎng)度輸入的是正值，在加工時(shí)要執(zhí)行刀具長(zhǎng)度負(fù)向補(bǔ)償。這兩種方法不直觀但是操作較簡(jiǎn)單，下面分別介紹。
方法二:將刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償值加在工件坐標(biāo)系Z向原點(diǎn)數(shù)值中。操作時(shí)把刀具裝在主軸上，移動(dòng)主軸讓刀尖輕輕接觸工件上表面，記下此時(shí)機(jī)床坐標(biāo)系中Z的數(shù)值并輸入工件坐標(biāo)系Z的位置即可。此方法設(shè)定的工件坐標(biāo)系原點(diǎn)比方法一抬高了一個(gè)刀長(zhǎng)，相當(dāng)于將刀具長(zhǎng)度正向補(bǔ)償?shù)臄?shù)值加到了工件坐標(biāo)系Z向原點(diǎn)的坐標(biāo)值上，因此就不用設(shè)置刀長(zhǎng)的參數(shù)了，到達(dá)圖1b所示位置時(shí)使用的程序指令為“G1ZOF100”;(對(duì)刀位置與此圖也相同)。在數(shù)控銑的操作中經(jīng)常使用這種方法。
此方法的缺點(diǎn)是工件坐標(biāo)系Z的原點(diǎn)坐標(biāo)會(huì)隨著刀長(zhǎng)的改變而改變。但是由于操作簡(jiǎn)單在比賽時(shí)經(jīng)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(chǎng)合，每個(gè)換刀過程都能節(jié)約一點(diǎn)時(shí)間。
在加工中心的實(shí)際生產(chǎn)中也有應(yīng)用此方法，首先需要選擇一把基準(zhǔn)刀，其刀長(zhǎng)設(shè)為0，用它建立工件坐標(biāo)系Z向原點(diǎn)。其余刀具的長(zhǎng)度值是與基準(zhǔn)刀的差值。這里有三點(diǎn)需注意:一是基準(zhǔn)刀要始終放在刀庫內(nèi)，且刀長(zhǎng)不改變，一旦因?yàn)槟撤N原因需要更換，則刀庫內(nèi)其他刀具長(zhǎng)度都要隨之改變。二是每次建立工件坐標(biāo)系時(shí)都要使用基準(zhǔn)刀。三是使用其他刀具時(shí)要使用刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償功能。
方法三:工件坐標(biāo)系Z值設(shè)為0。工件坐標(biāo)系Z向原點(diǎn)設(shè)置為0，相當(dāng)于與機(jī)床坐標(biāo)系Z向原點(diǎn)重合了。對(duì)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(jī)床坐標(biāo)系中Z的數(shù)值輸入刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償存儲(chǔ)器中，要注意此時(shí)的刀具長(zhǎng)度值與方法一中的刀具長(zhǎng)度值的概念和數(shù)值是完全不同的，方法一中的刀具長(zhǎng)度值是指主軸端面到刀尖的距離，而此時(shí)的刀具長(zhǎng)度值是“主軸端面沿-Z方向移動(dòng)的距離”，即名義刀長(zhǎng)，指令格式為“G1G44 Z0 H1F100;”G44的功能是“負(fù)向刀具長(zhǎng)度補(bǔ)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(duì)刀時(shí)的位置。
小結(jié):在加工過程中，所有的刀尖與工件最終只有一種位置關(guān)系，即執(zhí)行“GO1ZO;”程序段時(shí)，刀尖應(yīng)當(dāng)剛好接觸Z0平面。
由于刀具長(zhǎng)度是不一樣的，在執(zhí)行“GO1ZO;”時(shí)，移動(dòng)的距離也不同。
方法一是將此變化放在“刀具長(zhǎng)度”中;
方法二是將其放在“工件坐標(biāo)系Z0”的數(shù)值中;
方法三是直接放在刀尖向下移動(dòng)的距離中。
萬變不離其宗，三種方法刀尖移動(dòng)的距離都是一樣的，只不過數(shù)值(移動(dòng)距離)存儲(chǔ)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(chǎng)合及習(xí)慣。
