智能尋位加工技術^[1][2]是一種新型加工方法，其實現思路是利用主動尋位方法獲取被加工零件的三維空間位姿，并以該信息為引導，基于CAD模型庫，自動生成數控加工程序，通過實現能順應現實加工的設備完成對零件的無精確定位束縛的加工。它強調多學科信息融合，廣泛采用自動控制、計算機、數控等領域最新最成熟的相關技術，促進機械制造領域的發展。
　　該加工方法的一個重要的基礎條件是通暢的網絡化工作環境^[2]，強調多智能設備間實時數據流、控制流通訊，但由于現有底層設備的一些固有缺陷，屏蔽了上端先進技術的應用，犧牲了整個系統的性能，限制了該加工方法的廣泛應用。目前比較突出的例子是傳統的RS232串行通訊方式及并口通訊方式，由于其速率限制，難以對高速、批量的數據進行快速響應，使得整個系統的處理能力具有較大延遲，相應的技術解決方法則需迫切地提出。
1 USB通用串行總線
　　串口的出現是在1980年左右，數據傳輸率是115～230kbps，并行口的數據傳輸率比串口快8倍，標準并口的數據傳輸率為1Mbps。隨著計算機功能的日益強大，接口數量、速度的限制使系統性能的提升受到極大制約，外部設備的日益豐富與高速實時數據傳輸的迫切需要，催生了寬帶寬和智能化串口的互連技術——通用串行總線USB(Universal Serial Bus)。
　　USB是以INTEL為主并有康柏、微軟、IBM、DEC以及日本NEC等幾家公司共同制定的串行接口規格。1995年11月制定了第一個規范，使通訊速率達到1.5～12Mbps^[3][4]。在1999年2月23日的Intel開發者論壇大會上，介紹了USB2.0規范，增加了惠普、朗訊和飛利浦三個新成員，向下兼容USB1.1，數據的傳輸率達到120～240Mbps，為大數據量高速實時傳輸提供了強有力的通訊方式。
　　USB具有以下顯著特點：
　　·高速數據傳送
　　支持1.5～12Mbps(2.0版本更支持高達120～240Mbps的傳輸速率)，該速率與一個標準的串行端口相比，大約快出100倍，與一個標準的并行端口相比，也快出近10倍，足以滿足工業現場提出的高速傳輸應用。
　　·高自由度連接/拓撲結構
　　對端口加以擴展，最多可在一臺計算機上同時支持127種設備，而不會受到其PC上插槽的個數的限制。主機和USB設備之間是星形拓撲結構。
　　·帶電插拔/即插即用
　　即所有的USB外設利用“ONESIZE－FITS－ALL”連接器都可簡單的插入計算機中(熱插拔)，而不用關掉計算機。
　　·內置電源供給
　　USB電源能向低壓設備提供5V、500mA(最大)電源。因此，對工業現場中使用的小功耗接入設備如光柵尺、球柵尺等則無須使用單獨電源供電，這樣可以降低這些設備的成本并提高性價比。
　　·支持多種傳輸模式
　　USB提供了四種傳輸模式，以適應不同的傳輸目的，具有極強的通用性。
　　因此相對其它的總線結構而言，例如IEEE1394(400MB/S)Compact PCI(132MB/S)，在滿足性能的條件下，高速、低價、維護簡易的USB總線則是本系統的首選。
2 USB總線系統應用描述
2.1 系統框架
　　USB總線系統框架如圖1所示。從圖1我們可以清楚地看到USB功能的軟硬件層次結構。
2.2 軟件驅動體系
　　軟件驅動體系如圖2示。

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　　USB設備驅動(或客戶驅動)程序向USBD發出輸入輸出請求包(IO Request Packets)。USB系統驅動軟件是由微軟提供的，在WINDOWS95OSR2以后版本中開始發行的驅動程序。其中主要包括：
　　·USBD.SYS——為客戶軟件驅動提供接口服務、分配總線帶寬和管理設置參數的過程。當收到USB客戶驅動的IRPs時，USBD將其組織到各個獨立的處理任務(Transaction)中去。
　　·UHCD.SYS——控制PC機控制器的操作，計劃數據的處理和控制處理后的結束狀態。UHCD負責處理任務在USB中廣播的計劃工作。通過建立處理任務表，UHCD決定1ms Frame的順序傳輸內容。
　　USB系統驅動軟件實現的關鍵功能包括：
　　參數設置
　　·設備參數設置：包括讀取設備的描述符，決定USB需要的資源，為每個端點(endpoint)建立通訊管道(pipe)。
　　·USB參數設置：如通訊管道的初始化，需要初始化的內容包括設定服務時間、最大數據傳輸量等。
　　·功能參數設置：對于特定的設備驅動需要完成特定的一些功能。
　　分配USB資源
　　·確定電源：USB能提供給每個端口設備的電流為100～500mA，同時USB系統軟件有責任報告電源匱乏。
　　·跟蹤及分配帶寬：USB系統軟件需要知道通訊管道的初始化參數以分配帶寬。
　　·復用帶寬：USB系統軟件通過復用帶寬，可將殘留帶寬分配給控制傳輸(Control Transfer)和批量傳輸(Bulk Transfer)這些優先權較低的傳輸方式，提高帶寬利用率。
　　USB驅動提供一種客戶編程接口用來幫助客戶軟件控制和讀取USB設備。其具體提供的軟件機制有：
　　·命令機制——允許客戶設定和控制USBD操作，從而設定和控制USB設備的運行。
　　·管道機制——允許USBD的客戶對設備特定的數據和控制傳輸進行管理。
　　如圖2所示，我們可以從邏輯數據傳輸流和物理數據傳輸流兩種方式來看待整個USB軟件驅動體系。邏輯上我們可以認為數據通訊是在用戶軟件的設備間進行，而從物理流程來看則要復雜得多。
3 研究實例
　　在智能尋位加工技術的一個應用實例——數控加工中心光柵閉環測量過程中，應用USB總線方式進行通訊。系統結構框圖如圖3所示。