| 标准编号 | GB/T 18759.1-2025 (GB/T18759.1-2025) | | 中文名称 | 机械电气设备 开放式数控系统 第1部分：总则 | | 英文名称 | Electrical equipment of machines - Open numerical control system - Part 1: General rules | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | J07 | | 国际标准分类 | 29.020 | | 字数估计 | 14,193 | | 发布日期 | 2025-10-05 | | 实施日期 | 2026-05-01 | | 旧标准 (被替代) | GB/T 18759.1-2002 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会 | GB/T 18759.1-2025: 机械电气设备 开放式数控系统 第1部分：总则
中华人民共和国国家标准
ICS 29.020CCS J 07
机械电气设备 开放式数控系统
第 1 部分：总则
Electrical equipment of machines-Open numerical
control system-Part 1：General rules
2025⁃10⁃05 发布
2026⁃05⁃01 实施
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 发 布
代替 GB/T 18759.1-2002
目次
前言 Ⅲ
引言 Ⅳ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 术语和定义 1
4 ONC 系统特征及功能 3
4.1 通用技术要求 3
4.2 ONC 系统的开放程度 3
4.3 ONC 系统第一层开放的基本特征和功能 3
4.4 ONC 系统第二层开放的基本特征和功能 4
4.5 ONC 系统第三层开放的基本特征和功能 4
5 ONC 系统基本体系结构 4
5.1 概述 4
5.2 系统平台 5
5.3 ONC 应用软件 6
5.4 配置系统 6
5.5 通信系统 6
参考文献7
图 1 ONC 系统基本体系结构框图5
前言
本文件按照 GB/T 1.1-2020《标准化工作导则 第 1 部分：标准化文件的结构和起草规则》的规
定起草。
本文件是 GB/T 18759《机械电气设备 开放式数控系统》的第 1 部分。GB/T 18759 已经发布了
以下部分：
--第 1 部分：总则；
--第 2 部分：体系结构；
--第 3 部分：总线接口与通信协议；
--第 4 部分：硬件平台；
--第 5 部分：软件平台；
--第 6 部分：网络接口与通信协议；
--第 7 部分：通用技术条件；
--第 8 部分：试验与验收。
本文件代替 GB/T 18759.1-2002《机械电气设备 开放式数控系统 第 1 部分：总则》，与
GB/T 18759.1-2002 相比，除结构调整和编辑性改动外，主要技术变化如下：
--更改了文件的适用范围（见第 1 章，2002 年版的第 1 章）；
--删除了“人机控制”“可伸缩性”的术语和定义（见 2002 年版的 3.8、3.13）；
--更改了“ONC 系统的开放程度”描述（见 4.2，2002 年版的 4.2）；
--更改了“ONC 系统的功能配置”描述（见 4.3.1，2002 年版的 4.3.1）；
--增加了 ONC 系统互联互通及互操作的相关要求（见 4.3.2.4）；
--更改了数控装置与驱动装置之间的交互接口的相关表述（见 4.3.3，2002 年版的 4.3.3）；
--更改了数控装置与逻辑控制单元之间的交互接口的相关表述（见 4.3.4，2002 年版的 4.3.4）；
--增加了“ONC 系统可实现重构”描述（见 4.5.2）。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由中国机械工业联合会提出。
本文件由全国工业机械电气系统标准化技术委员会（SAC/TC 231）归口。
本文件起草单位：北京机床研究所有限公司、中国科学院沈阳计算技术研究所有限公司、西安交通
大学、山东大学、北京航空航天大学、通用技术集团机床工程研究院有限公司、广州数控设备有限公司、
固高科技股份有限公司、沈阳中科数控技术股份有限公司、科德数控股份有限公司、武汉华中数控股份
有限公司、北京精雕科技集团有限公司、北京凯恩帝数控技术有限责任公司、北京航空航天大学江西研
究院、上海电气集团股份有限公司中央研究院、西门子（中国）有限公司南京运动控制研发分公司、浙江
旭辉智能装备有限公司。
本文件主要起草人：黄祖广、薛瑞娟、尹震宇、王楚婷、于东、张颖、姬帅、张承瑞、彭翀、郇极、张国杰、
刘贺强、邵国安、王大伟、陈俊恒、朱艳菊、杨洪丽、于皓宇、王祎、陈忠、姚坚、张培森、吴怡然、高知国、
吴翟、伍造桥。
本文件及其所代替文件的历次版本发布情况为：
--2002 年首次发布为 GB/T 18759.1-2002；
--本次为第一次修订。
引 言
随着数控系统行业的快速发展，对开放式数控系统的研发、测试及应用的标准化要求日益迫切。
GB/T 18759 《机械电气设备 开放式数控系统》旨在构建科学、系统、全面的开放式数控系统标准
体系，对开放式数控系统体系架构、技术要求、试验方法等进行了详细规定，以保障开放式数控系统产
品的质量、安全和可靠性，提升行业整体竞争力。
GB/T 18759 拟由九个部分构成。
--第 1 部分：总则。目的在于规范开放式数控系统的设计框架，建立软硬件模块化集成、通信协
议标准化及系统可重构的技术基准。
--第 2 部分：体系结构。目的在于构建开放式数控系统的架构模型，明确各层次功能划分、交互
机制及组件协同关系，为系统的设计、开发提供指导。
--第 3 部分：总线接口与通信协议。目的在于规范开放式数控系统内部总线接口、设备间的通
信协议，实现高效、稳定的数据交互与协同工作。
--第 4 部分：硬件平台。目的在于为开放式数控系统硬件平台的分析、设计和实现提供参考框
架，确保硬件平台满足机械电气设备数控系统开放要求。
--第 5 部分：软件平台。目的在于为开放式数控系统软件平台的分析、设计及实现提供参考框
架，满足机械电气设备数控系统开放及互操作要求。
--第 6 部分：网络接口与通信协议。目的在于为开放式数控系统网络接口与通信协议的分析、
设计及实现提供参考框架，满足机械电气设备数控系统开放及互操作要求。
--第 7 部分：通用技术条件。目的在于规定开放式数控系统在功能、性能、可靠性、安全性、环境
适应性等方面的通用技术要求。
--第 8 部分：试验与验收。目的在于规定开放式数控系统的试验方法、测试项目、验收规则及判
定依据，建立系统符合性验证的技术基准。
--第 9 部分：性能测试通用要求。目的在于规定开放式数控系统性能相关指标、测试条件、测试
流程的一般要求，为开放式数控系统性能测评提供指导。
机械电气设备 开放式数控系统
第 1部分:总则
1 范围
本文件描述了开放式数控系统（以下简称：ONC 系统）的功能及特征、基本体系结构及通信接口，
规定了 ONC 系统的模块化拓扑结构及标准化通信接口等方面的基本要求。
本文件适用于金属加工机械、纺织机械、印刷机械、缝制机械、塑料和橡胶机械、木工机械等电气设
备用 ONC 系统的设计开发。其他工业机械设备用的开放式数控系统参照执行。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文
件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于
本文件。
GB 4824 工业、科学和医疗设备 射频骚扰特性 限值和测量方法
GB/T 5226.1 机械电气安全 机械电气设备 第 1 部分：通用技术条件
GB/T 9254（所有部分） 信息技术设备、多媒体设备和接收机 电磁兼容
GB/T 15969（所有部分) 可编程序控制器
GB/T 18209（所有部分） 机械电气安全 指示、标志和操作
GB/T 24340 工业机械电气图用图形符号
GB/T 26220 工业自动化系统与集成 机床数值控制 数控系统通用技术条件
GB/T 39561（所有部分） 数控装备互联互通及互操作
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
开放式数控系统 open numerical control system；ONC
应用软件构筑于遵循公开性、可扩展性、兼容性原则的系统平台之上的数控系统，使应用软件具备
可移植性、互操作性和人机界面的一致性。
注： 开放式数控系统由数控装置、驱动装置等部分组成，见GB/T 26220。
3.2
基本体系结构 basic architecture
从功能参考模型引伸出来的功能层次逻辑结构。
注： 包括应用软件和系统平台。
3.3
系统平台 system platform
由硬件平台和软件平台组成的用于运行数控应用软件对运动部件实施控制的基础部件，与数控系
统其他部件一起，实现对机械的操作控制。
3.4
硬件平台 hardware platform
软件平台和应用软件运行的基础部件，处于基本体系结构的最底层。
3.5
软件平台 software platform
应用软件运行的基础部件，处于基本体系结构的硬件平台和应用软件之间。
3.6
应用软件 application software
为帮助用户执行特定任务或解决特定问题而设计的计算机程序，其核心特征是与系统软件（如操
作系统）分离，专注于终端用户的实际需求。
[来源：ISO/IEC 27032：2023，有修改]
3.7
NC 核心软件 NC kernel software
数控系统中应用软件中的基础软件。
注： NC核心软件包括运动控制、轴控制和运动控制管理等模块。
3.8
功能单元 functional unit
能够完成特定任务的硬件实体，或软件实体，或硬件实体和软件实体。
[来源：GB/T 5271.1-2000，01.01.40]
3.9
开放式数控系统应用编程接口 open numerical control system application programming inter⁃
face；ONC API
ONC 系统应用软件与系统软件平台之间的及与 ONC 系统应用软件之间的接口。
3.10
配置系统 configuration system
按各种不同的要求，集成所需的软件模块，以配置成一致性的完整的应用系统。
3.11
可移植性 portability
系统或系统中的应用软件能从一种硬件或软件平台转换至另外一种平台的特性。
[来源：GB/T 11457-2006，2.1149，有修改]
3.12
互操作性 interoperability
两个或多个系统间交换信息并具备相互使用已交换信息的能力。
[来源：GB/T 11457-2006，2.807，有修改]
3.13
兼容性 compatibility
a） 两个或两个以上系统，当共享相同的硬件或软件平台执行它们所要求的功能能得到同样结果
的能力；
b） 两个或两个以上系统交换信息的能力。
[来源：GB/T 11457-2006，2.249，有修改]
4 ONC系统特征及功能
4.1 通用技术要求
ONC 系统电气安全性应符合 GB/T 5226.1 的规定。
ONC 系统电磁兼容性应符合 GB 4824、GB/T 9254（所有部分）的规定。
ONC 系统除遵守上述规定外，还应符合 GB/T 26220 的有关规定。
4.2 ONC系统的开放程度
ONC 系统的开放程度可分为以下 3 个层次。
--第一层：具有可配置功能、开放的人机界面的通信接口及协议。
--第二层：控制装置在明确固定的拓扑结构下允许替换、增加 NC 核心软件中的特定模块以满
足用户的特殊要求。
--第三层：拓扑结构和算法模块完全可变，具有可移植性、可伸缩性、互操作性和兼容性的控制
装置。
注 1： 人机界面指 ONC系统与外部操作实体（如操作者通过网络、其他信息处理设备和控制装置）之间进行信息交
互的接口。
注 2： 可伸缩性指应用软件能在不同规模、不同档次的硬件平台上运行的能力。
4.3 ONC系统第一层开放的基本特征和功能
4.3.1 ONC系统的功能配置
ONC 系统经过配置形成应用系统，并能按照制造商提供的软件功能表，根据用户的特定需求进行
自定义功能配置。
4.3.2 开放式人机界面
4.3.2.1 用户可根据需要设置操作按键的功能及与之对应的显示方式和设定显示画面的结构和内容。
4.3.2.2 操作指令、数据及系统工作状态的显示应符合 GB/T 24340 的相关规定。
4.3.2.3 ONC 系统采用中文形式显示的文字与符号应符合 GB/T 18209（所有部分）的相关规定。
4.3.2.4 ONC 系统的互联互通及互操作应符合 GB/T 39561（所有部分）的相关规定。
4.3.3 数控装置与驱动装置之间的交互接口
4.3.3.1 数控装置与驱动装置之间的交互接口可是模拟量接口、数字脉冲接口或总线接口。
4.3.3.2 驱动装置的运动控制接口应符合有关技术文件的要求。
4.3.3.3 驱动装置运动控制接口应具备保证对各运动轴之间实现同步控制的机制。
4.3.3.4 用户可通过运动控制接口对驱动装置做如下操作：
a） 根据驱动装置自描述信息，自动取得对驱动装置的控制权（即插即用）；
b） 对驱动装置命名和设置驱动装置工作方式，如：工作模式（位置、速度、转矩），控制（采样）周
期等；
c） 设置驱动装置各种控制和限制性参数；
d） 向驱动装置输入控制命令和数据；
e） 从驱动装置获取信息。
4.3.4 数控装置与逻辑控制单元之间的交互接口
4.3.4.1 数控系统的逻辑控制单元用来执行主轴、换刀、输入输出等控制功能，可集成在数控系统内，也
可采用外置式，通过通信的方式与数控装置进行交互。
注： 逻辑控制单元指数控系统中内置或外置方式的可编程逻辑控制（PLC）单元。
4.3.4.2 如果逻辑控制单元与数控装置采用分体结构（PLC 外置），则其接口应符合 GB/T 15969（所有
部分）的规定。
4.3.4.3 数控装置说明书中应明确描述接口信息的存储方式、出现和持续的时间、表达方式（指信息的
描述方式）、交互方式（指应答方式）以及使用方法。
4.3.4.4 数控装置至少应能接受逻辑控制单元以下信息：
--逻辑控制单元的自描述信息，如：制造商、性能参数、配置参数；
--逻辑控制单元当前工作状态信息，如：等待（工作准备好）、忙、复位、错误、故障等；
--其他设备（各类操作开关、刀具系统、执行机构、传感器等）通过逻辑控制单元传送其工作状态
的信息，如这些设备的开关量信息、M、S、T 状态等；
--操作命令，如：复位、启动、进给暂停等；
--数据信息。
4.3.4.5 数控装置应向逻辑控制单元输入至少以下信息：
--数控装置的当前工作状态信息，如：复位、自动、手动、进给暂停、原路径返回、参考点返回等；
--数控装置向逻辑控制单元发出的命令，如：复位、调试、运行、M、S、T 等命令；
--数控装置的当前运行数据信息，如：主轴转速值、零位置、主轴工作信息、测头信息等。
4.4 ONC系统第二层开放的基本特征和功能
4.4.1 满足 4.3 的要求。
4.4.2 满足开放软件体系结构、拓扑结构和应用软件接口的要求。
4.4.3 应支持用户和第三方应用软件在系统中安装运行且具备互操作性。
注： 第三方特指数控装置制造商和用户之外的程序供应者。
4.4.4 使用这一开放层次的 ONC 系统，用户可在不改变制造商设计的拓扑结构的前提下对软件进行
置换和扩展。
4.4.5 提供符合有关技术文件要求的接口，能接入如：数据采集单元、动力（液压、气动）或能量（激光、
放电电源、等离子源）控制装置、测量单元及其他与数控机械相关的设备。
4.5 ONC系统第三层开放的基本特征和功能
4.5.1 满足 4.4 的要求。
4.5.2 ONC 系统可实现重构。用户能使用高级语言对数控软件进行二次开发，NC 核心软件与内核系
统提供明确定义的回调函数或其他调用方式，允许用户的自定义通用运动学算法及激光、电加工等专
用算法加载到标准 NC 的内核中，并周期执行，从而将工艺知识、经验等以算法形式集成到 ONC 系统
中，形成面向典型行业或典型产品的个性化数控系统。
5 ONC系统基本体系结构
5.1 概述
ONC 系统的基本体系结构框图，如图 1 所示。
图 1 ONC 系统基本体系结构框图
5.2 系统平台
5.2.1 概述
系统平台是由硬件平台和软件平台组成的，用于运行数控系统应用软件，对运动部件实施数字控
制的基础部件。
5.2.2 硬件平台
ONC 系统的硬件平台建立在 NC 硬件、PLC 硬件、计算机硬件体系结构基础之上，支持软件运行
的平台部件。
5.2.3 软件平台
5.2.3.1 概述
软件平台是由操作系统、通信系统、图形系统及 ONC API 等软件组成的支持应用软件运行的平
台，是开放式数控系统基本体系结构的核心，是硬件平台和应用软件之间的桥梁。
5.2.3.2 操作系统
ONC 系统的操作系统是具有通用功能的实时多任务操作系统，该操作系统应至少具有图形接口、
网络接口和开放式数控系统应用编程接口。
5.2.3.3 ONC API
ONC API 为 ONC 应用软件调用系统功能的通道。它应含有实现功能模块之间互操作的应用编
程接口。
5.2.3.4 图形系统
ONC 图形系统用于生成、处理和显示图形的软件组件，支持不同精度和形式的文字、图形及图像
输出，支持用户操作界面设计，实现定位、定形尺寸及命令输入。
5.3 ONC应用软件
ONC 应用软件是以模块化的结构，实现专门领域的功能要求的软......
|