在机床中，刀具的运动是在坐标系中进行的。在一台机床上，有各种坐标系与零点。理解它们对使用、操作机床以及编程都是很重要的。数控机床最基本的有机床零点(原点)、机床参考点、工件零点以及刀架相关点，另外还有其他点。
    一、机床原点
    机床原点是指在机床上设置的一个固定的点，即机床坐标系的原点。它在机床装配、调试时就已确定下来了，是数控机床进行加工运动的基准参考点。在数控车床上，一般取在卡盘端面与主轴中心线的交点处。如图4-12所示，图中O：即为机床原点。在数控铣床上，机床原点一般取在X、r、Z三个直线坐标轴正方向的极限位置上。即为立式数控铣床的机床原点。
    二、机床参考点
    许多数控机床(全功能型及高档型)都设有机床参考点，该点至机床原点在其进给坐标轴方向上的距离在机床出厂时已准确确定，使用时可通过回参考点方式进行确认。它与机床原点相对应，有的机床参考点与原点重合。它是机床制造商在机床上借助行程开关设置的一个物理位置，与机床原点的相对位置是固定的，机床出厂之前由机床制造商精密测量确定。一般来说，加工中心的参考点为机床的自动换刀位置。
    机床原点实际上是通过返回(或称寻找)机床参考点来完成确定的。机床参考点的位置在每个轴上都是通过减速行程开关粗定位，然后由编码器零位电脉冲(或称栅格零点)精定位的。数控机床通电后，必须首先使各轴均返回各自参考点，从而确定了机床坐标系后，才能进行其他操作。机床参考点相对机床原点的值是一个可设定的参数值。它由机床厂家测量并输入至数控系统中，用户不得改变。当返回参考点的工作完成后，显示器即显示出机床参考点在机床坐标系中的坐标值，此表明机床坐标系已经建立。
    值得注意的是不同数控系统返回参考点的动作、细节不同，因此当使用时，应仔细阅读其有关说明。
    1．返回参考点
    参考点是CNC机床上的固定点，可以利用返回参考点指令将刀架移动到该点，可以设置多个参考点，其中第一参考点与机床参考点一致，第二、第三和第四参考点与第一参考点的距离利用参数事先设置。接通电源后必须先进行第一参考点返回，否则不能进行其他操作。
    参考点返回有两种方法：
    (1)手动参考点返回。
    (2)  自动参考点返回  该功能是用于接通电源已进行手动参考点返回后，在程序中需要返回参考点时使用自动参考点返回功能。
    执行G27指令的前提是机床在通电后必须返回过一次参考点(手动返回或用G28返回)。执行完G27指令以后，如果机床准确地返回参考点，则面板上的参考点返回指示灯亮，否则，机床将出现报警。在G27指令之后，X、Z表示参考点的坐标值，U、W表示到参考点所移动的距离。
    3．从参考点返回G29
    G29指令使刀具以快速移动速度，从机床参考点经过G28指令设定的中间点，快速移动到G29指令设定的返回点，其程序段格式为：
    G29  X(U)一Z(W)一；    其中，X、Z值为返回点在工件坐标系的绝对坐标值，U、W为返回点相对于参考点的增量坐标值。当然，在从参考点返回时，可以不用G29而用GOO或G01，但此时，不经过G28设置的中间点，而直接运动到返回点。
    在铣削类数控机床上，G28、G29后面可以跟X、Y、Z中的任一轴或任二轴，亦可以三轴都跟，其意义与以上介绍的相同。
    三、刀架相关点
    从机械上说，所谓寻找机床参考点，就是使刀架相关点与机床参考点重合，从而使数控系统得知刀架相关点在机床坐标系中的坐标位置。所有刀具的长度补偿量均是刀尖相对该点长度尺寸，即为刀长。例如，对车床类有X”长、Zx长，对铣床类有Z))长。可采用机上或机外刀具测量的方法测得每把刀具的补偿量。
    有些数控机床使用某把刀具作为基准刀具，其他刀具的长度补偿均以该刀具作为基准，对刀则直接用基准刀具完成。这实际上是把基准刀尖作为刀架相关点，其含义与上相同。但采用这种方式，当基准刀具出现误差或损坏时，整个刀库的刀具要重新设置。
    四、装夹原点
    除了上述三个基本原点以外，有的机床还有一个重要的原点，即装夹原点，用C表示。装夹原点常见于带回转(或摆动)工作台的数控机床或加工中心，一般是机床工作台上的一个固定点，比如回转中心与机床参考点的偏移量可通过测量，存人CNC系统的原点偏置寄存器中，供CNC系统原点偏移计算用。
    五、工件坐标系原点
    在工件坐标系上，确定工件轮廓的编程和计算原点，称为工件坐标系原点，简称为工件原点，亦称编程零点。
    在加工中，因其工件的装夹位置是相对于机床而固定的，所以工件坐标系在机床坐标系中位置也就确定了。
    1．数控车床上工件编程零点的确定
    为了编程方便，工件编程零点可根据计算最方便的原则来确定某一点为编程零点。如车削的阶台轴工件，用机床的零点M编程时，车端面和各阶台长度时都要进行烦琐的计算。
    2．数控镗铣类机床工件零点的确定
    在数控镗铣类机床上G92指令与G54—G59指令都是用于设定工件加工坐标系的，但它们在使用中是有区别的，G92指令是通过程序来设定工件加工坐标系的，G54—G59指令是通过CRT／MDI在设置参数方式下设定工件加工坐标系的，一经设定，加工坐标原点在机床坐标系中的位置是不变的，它与刀具的当前位置无关，除非再通过CRT／MDI方式更改。G92指令程序段只是设定加工坐标系，而不产生任何动作；G54—G59指令程序段则可以和GOO、G01指令组合在选定的加工坐标系中进行位移。
    (1)用G92确定工件坐标系  在编程中，一般是选择工件或夹具上的某一点作为编程零点，并以这一点作为零点，建立一个坐标系，这个坐标系是通常所讲的工件坐标系。这个坐标系的原点与机床坐标系的原点(机床零点)之间的距离用G92(EIA代码中用G50)指令进行设定，即确定工件坐标系原点距刀具现在位置多远的地方，也就是以程序的原点为准，确定刀具起始点的坐标值，并把这个设定值存于程序存储器中，作为零件所有加工尺寸的基准点。因此，在每个程序的开头都要设定工件坐标系，其标准编程格式如下：
    G92  X    Y  Z
    立式加工中心工件坐标系设定的例子。机床坐标系原点(机械原点)是指刀具退到机床坐标系最远的距离点，在机床出厂之前已经调好，并记录在机床说明书或编程手册之中，供用户编程时使用。
    2．用G54—G59确定工件坐标系
    用G54—G59确定工件坐标系的方法。
    工件坐标系的设定可采用输入每个坐标系距机械原点的J、r、Z轴的距离(X，Y，Z)来实现。在图4-19中分别设定G54和G59时可用下列方法：
    G54时  G59时
    X—X1  X—X2
    Y—Y1  Y—Y2
    Z—Z1    Z—Z2
    当工件坐标系设定后，如果在程序中写成：G90  G54  X30．0  Y40．0时，机床就会向预先设定的G54坐标系中的A点(30．0，40．0)处移动。同样，当写成G90 G59 X30．0Y40．0时，机床就会向预先设定的G59中
的B点(30．0，30．0)处移动。
    另外，在用G54—G59方式时，通过G92指令编程后，也可建立一个新的工件加工坐标系。在G54方式时，当刀具定位于XOY坐标平面中的(200，160)点时，执行程序段：G92X100．0  Y100．0就由向量A偏移产生了一个新的工件坐标系X'O，r，坐标平面。