随着我国汽车工业逐步走上核心技术自主开发，模具、摩托车行业走出国门，造船工业赶超世界一流的今天，三坐标测量机已经成为当前制造领域中不可缺少的重要装备，是相关企业技术进步、产品升级、质量控制不可或缺的检测手段。然而，现今市场上三坐标测量机的硬件和软件封闭式结构的局限性，已不能满足现代制造业向信息化、敏捷制造模式发展的需要。为适应现代制造系统的要求，创建一个强有力的开放性体系结构已成为三坐标测量机发展的必然要求。本论文是研究将USB作为三坐标测量机控制系统各模块之间的新型通讯方式，并将其应用到测量机控制系统中，解决控制系统的开放性问题。 第一章，简要介绍了三坐标测量机的发展现状及趋势、三坐标测量机控制系统开放性研究的意义以及本论文的研究内容。 第二章，在介绍三坐标测量机控制系统的功能和总体结构的基础上，讨论了常用测量机总线的特点，对开放式测量机控制系统通讯总线的选择方案进行了分析比较后，确定采用USB总线作为三坐标测量机控制系统的通信总线，并重点阐述了USB总线的体系结构和传输协议。 第三章，提出了基于USB的三坐标测量机控制系统的总体方案，分别针对系统的硬件和软件确立了详细的设计方案。 第四章，重点介绍三坐标测量机的重要控制部件——手持控制器的研制。首先给出了三坐标测量机手持控制器的功能需求分析，然后结合USB总线，详细介绍了USB接口模块硬件设计、设备固件程序的实现、主机部分驱动程序和应用程序接口的实现等。 第五章，针对三坐标测量机控制系统的软件部分，重点阐述了通信模块、测量程序编译模块以及中断服务子程序等软件模块的设计。 第六章，通过对所开发的手持控制器和控制系统的通信实验验证系统的可行性。 第七章，对全文的研究内容和取得的结论进行了总结，并对后续研究作了进一步的讨论。