齿轮三坐标测量仪由主机、软件系统、电气（控制）系统和测头系统组成，其中控制系统是测量机的控制中枢，它的主要功能包括：

　　1、控制、驱动测量机的运动，三轴同步、速度、加速度控制
　　操纵盒或计算机指令通过系统控制单元，按照设置好的速度、加速度，驱动三轴直流伺服电机转动，并通过光栅和电机的反馈电路对运行速度和电机的转速进行控制，使三轴同步平稳的按轨迹运动。运动轨迹有飞行测量、点定位两种方式，飞行方式测量效率高，运动时停顿少。点定位方式适合截面或位置的测量。可以通过语句进行设置。在进入计算机指令的触测的探测距离时，控制单元会控制测量机由位置运动速度转换到探测速度，使测头慢速接近被测零件。
　　2、对齿轮三坐标测量仪工作状态进行监测（行程控制、气压、速度、读数、测头等），采取保护措施控制系统内部设有故障诊断功能，对测量机正常工作及安全有影响的部位进行检测，当发现这些有异常现象时，系统就会采取保护措施（停机，断驱动电源），同时发出信息通知操作人员。
　　3、在有触发信号时采集数据，对光栅读数进行处理
　　当通过操纵盒或计算机指令控制运动的测量机测头传感器与被测零件接触时，测头传感器（简称“测头”）就会发出被触发的信号。信号传送到控制单元后，立即令测量机停止运动（测头保护功能），同时锁存此刻的三轴光栅读数。这就是测量机测量的一个点的坐标。
　　4、与计算机进行各种信息交流
　　虽然控制系统本身就是一台计算机，但是没有与外界交互动介面，其内部的数据都要通过与上位计算机的通讯进行输入和设置。控制信息和测点的数据都通过信息传输、交流。交流方式主要是RS232 接口或网卡。
　　5、对扫描测头的数据进行处理，并控制扫描
　　配备有扫描功能的测量机，由于扫描测头采集的数据量非常大，必须有的扫描数据处理单元进行处理，并控制测量机按照零件表面形状，保持扫描接触的方式运动。