Protocoles CNC : FOCAS, LSV2, DNC, Mazak et MTConnect

Trois constructeurs, trois langages au sein d’un même atelier. Une commande numérique FANUC communique sur le port 8193 via son API propriétaire ; une Heidenhain TNC répond sur le port 19000 par des télégrammes concis de quatre lettres ; et Mazak délivre un flux MTConnect au travers d’une passerelle SMARTBOX sans ouvrir le noyau de sa commande. Sur une même ligne de fabrication, trois cultures de données distinctes cohabitent côte à côte.

Le guide des protocoles de commande CNC a été structuré pour rassembler ces trois langages sur une carte architecturale unifiée. Son but n’est pas d’apprendre par cœur des listes de commandes, mais de démontrer quel problème opérationnel relève de quelle couche, quelles voies exigent des droits de lecture seule ou d’écriture, et où positionner les frontières de sécurité indispensables. Ce guide regroupe cinq grandes familles de protocoles au sein d’une grille de décision cohérente : FOCAS, LSV2, Heidenhain DNC, Mazak SMARTBOX et MTConnect.

Le guide en un coup d’œil

Par quel défi industriel commencez-vous ?

Le choix d’un protocole ne découle pas d’une préférence de marque, mais d’un besoin opérationnel précis. Le tableau d’orientation ci-dessous relie quatre scénarios industriels fréquents à leur dossier technique dédié.

Cinq protocoles, une carte commune

Tableau comparatif des architectures

Comment aborder ce guide ?

Les équipes d’ingénierie et de direction n’abordent pas les données industrielles avec les mêmes attentes. Si vous êtes décideur ou responsable d’usine, concentrez-vous sur le tableau comparatif et la méthode d’intégration en cinq étapes. Si vous êtes ingénieur automaticien ou réseau OT, explorez les trames, les ports et les modèles de mémoire décrits dans les dossiers FOCAS, LSV2 et DNC. Si vous appartenez au monde du MES, du SCADA ou de l’analyse décisionnelle, commencez par le vocabulaire MTConnect et l’architecture de passerelle Mazak. Ce guide n’impose aucun protocole absolu ; il définit le niveau technique adapté à chaque besoin.

Trois concepts fréquemment confondus

• Protocole vs API vs Standard : FOCAS est une bibliothèque d’API ; LSV2 est un protocole réseau filaire ; MTConnect est une norme sémantique. Les regrouper sous le mot générique de « protocole » masque des écarts majeurs d’abstraction.
• Port vs Établissement de session : Un numéro de port tel que 8193 ou 19000 n’est qu’un point de contact. L’authentification, les privilèges de session et les licences logicielles sous-jacentes régissent la disponibilité des données. Un port ouvert n’assure pas la présence de données exploitables.
• Frontières de lecture et d’écriture : Certains protocoles autorisent la commande bidirectionnelle, alors que MTConnect est délibérément passif. Le niveau d’autorisation influe davantage sur la sécurité que la syntaxe des paquets.

Premier tournant : Raisonner en couches, non en protocoles

Ces cinq technologies n’occupent pas le même niveau dans la pile industrielle. FOCAS et LSV2 constituent des couches de transport et d’API ; elles dialoguent au plus près des registres internes. Heidenhain DNC constitue une couche logicielle et de licence ; elle encapsule LSV2 dans des composants COM et des outils bureautiques. La Mazak SMARTBOX représente une couche de passerelle physique ; elle isole le réseau machine tout en fournissant des données standardisées. MTConnect se positionne sur la couche d’abstraction sémantique ; il harmonise le sens des données brutes, quel que soit le canal physique.

Ignorer cette séparation conduit à des dilemmes artificiels comme « FOCAS ou MTConnect ? ». La question adéquate est : À quel niveau d’abstraction mon système exploite-t-il la donnée ? Pour corriger des cotes d’outils ou modifier la logique automate, FOCAS, LSV2 ou DNC s’imposent. Pour consolider la télémétrie de tout un atelier, MTConnect est optimal. Pour connecter des machines Mazak sans enfreindre la garantie constructeur, SMARTBOX apporte la solution éprouvée.

Deuxième tournant : La frontière de sécurité lecture/écriture

Le pouvoir d’écriture sépare nettement les architectures industrielles. FOCAS, LSV2 et DNC permettent d’ajuster des paramètres machine, d’altérer des décalages d’origine, d’écraser des fichiers CN et de basculer des bits d’automate. Indispensable pour l’usinage autonome, ce pouvoir génère un risque physique direct. Une valeur de décalage corrompue peut provoquer une collision d’outil, rebuter une pièce coûteuse ou mettre en danger l’opérateur. MTConnect écarte délibérément cette surface de risque : il est conçu pour être strictement en lecture seule.^[1]

Aucun article de cette série ne dispense de recettes d’écriture non sécurisée. Nous posons des principes de gouvernance : tout système disposant d’un droit d’écriture doit résider sur un sous-réseau isolé, faire l’objet d’une authentification stricte et imposer une validation opérationnelle. Il ne doit jamais partager le même processus qu’une collecte télémétrique passive.

Troisième tournant : Coûts de licence et charges d’ingénierie

FOCAS, LSV2 et Heidenhain DNC s’inscrivent dans des écosystèmes propriétaires ; les bibliothèques d’exécution ou les clés matérielles (SIK) proviennent du fabricant. À l’inverse, MTConnect est ouvert et libre de droits de licence. Toutefois, « libre de redevance » ne signifie pas sans coût. Déployer des adaptateurs, concevoir des tables de correspondances, compartimenter le réseau et maintenir les versions exige un temps d’ingénierie important. Le coût global de possession (TCO) se concentre principalement dans la normalisation des variables plutôt que dans le tarif initial des licences.

La documentation reflète ce même équilibre. Dans les protocoles fermés, les manuels constructeurs et les accords d’assistance font référence ; dans les standards ouverts, la communauté technique, les agents de référence en C++ et les navigateurs de modèles publics prennent le relais. Quelle que soit la démarche choisie, la tenue d’une matrice de versions est impérative : microprogrammes CNC, versions d’agents et collecteurs doivent demeurer parfaitement synchronisés.

Par où commencer : Cinq étapes méthodologiques

1. Dresser l’inventaire du parc : Répertorier marques, modèles, générations de directeurs de commande et cartes réseau disponibles. Mentionner « FANUC » ne suffit pas ; une 0i-F diffère profondément d’une 30i-B.
2. Définir les besoins précis en données : Lecture passive ou commande active ? Compteurs de pièces, charges de broche, alarmes ou programmes CN ? Cette sélection cible le protocole adapté.
3. Segmenter l’infrastructure réseau : Délimiter des frontières étanches entre réseau machine, passerelles périphériques et réseau informatique d’entreprise ; isoler les postes à accès d’écriture.
4. Valider un pilote sur une seule machine : Une commande numérique, une passerelle, un client de collecte. Observer le comportement réel en usinage avant tout déploiement massif.
5. Consigner le dictionnaire sémantique : Formaliser par écrit la correspondance des dataItemId, les unités de mesure, les échelles et la gestion des déconnexions.

À suivre : Dossiers techniques approfondis

Ce pôle documentaire établit le schéma de décision stratégique. Les articles spécialisés décortiquent le fonctionnement interne de chaque protocole ainsi que des configurations de référence validées.

Études de cas d’intégration : Calcul du TRS sur îlots FANUC ; déploiement sécurisé de programmes sur Heidenhain TNC ; unification de parcs Mazak et FANUC sur une même interface ; analyse énergétique et durées de cycle via MTConnect ; intégration d’équipements anciens via SENSOR BOX et automates. Tous les exemples s’appuient sur des retours d’expérience vérifiés.

Sécurité opérationnelle et responsabilités

Conclusion : La véritable question stratégique

Dans l’intégration de données d’atelier, la question pertinente n’est jamais seulement « quel protocole ? », mais « quelle couche d’architecture, quel niveau de privilège et quelles limites de sécurité ? ». FOCAS offre la profondeur des registres internes, LSV2 apporte une sobre efficacité, Heidenhain DNC assure la conformité logicielle du constructeur, Mazak sécurise par passerelle, et MTConnect établit un dictionnaire universel. La topologie optimale dépend fidèlement de vos objectifs opérationnels.

Où dorment les données de votre atelier aujourd’hui : verrouillées dans les commandes numériques, abritées derrière des passerelles ou structurées selon un référentiel ouvert ? Et votre projet se limite-t-il à la collecte passive, ou votre équipe est-elle prête à assumer la gestion rigoureuse d’accès distants en écriture ?