Fanuc FOCAS (CNC) Treiber

Überblick

FOCAS = Fanuc Open CNC API Specification. Die De-facto-Standard-API zum Auslesen von Spindellast, Achspositionen, Bearbeitungsprogrammen, Alarmen und OEE-Kennzahlen aus Fanuc CNC (Computer Numerical Control) Steuerungen. Auch Werkzeugmaschinen-OEMs wie Mazak, DMG MORI oder Doosan stellen dieselbe Schnittstelle bereit, sofern sie Fanuc als Steuerung einsetzen.

Position	Wert
`opc_type`	`FOCAS`
Implementierungsklasse	`plantpulse.driver.protocol.focas.FOCASDriver`
Bibliothek	(keine — stub)
Zielsteuerungen	Fanuc 0i / 30i / 31i / 32i / 35i, Power Mate, FS18i usw.
Übertragungsmedium	Ethernet (TCP, Standard-Port 8193) — HSSB-Lichtwellenleiterkarte separat
read	stub (gibt `""` zurück)
write	stub

Aktueller Status: stub-Treiber

FOCAS existiert nur als stub. Für die tatsächliche Kommunikation mit einer Fanuc-Steuerung verwenden Sie eines der Bridge-Muster unter Alternative Betriebsverfahren. Es ist nicht geplant, native FwLib in das einzelne jar dieser PlantPulse-Codebasis einzubetten.

Warum eine native Implementierung schwierig ist

Das Wire-Protokoll von FOCAS ist nicht öffentlich. Fanuc veröffentlicht die Wire-Spezifikation nicht, sondern verteilt an Lizenznehmer die C-Bibliothek FwLib (Focas Library). Um FOCAS direkt aus Java heraus zu sprechen, wäre also eines der folgenden Elemente nötig:

Abhängigkeit	Beschreibung	Auswirkung auf die Auslieferung
`Fwlib32.dll` (Windows)	32-Bit-DLL — Fanuc-Lizenz erforderlich	x86-JVM oder IPC-Trennung nötig
`libfwlib32.so` (Linux)	x86-64- / ARM-Build — je Lizenz separat	OS-/glibc-Versionsabgleich
HSSB-Kartentreiber	PCI-Karte für optische Kommunikation — 1:1 zur Steuerung	Linux-Kernelmodul erforderlich
Lizenzschlüssel	Registrierung als FwLib-berechtigtes Mitgliedsunternehmen	Weiterverteilung nicht zulässig
JNI-Bindung	Java `<->` C-Speichermodell / Threads	Bei Aufruffehlern JVM-Absturz möglich

Wie bei ROS 2 / DALI / IO-Link gilt auch hier: Angesichts der Zielsetzung von PlantPulse Edge — Auslieferung als einzelnes jar bei Unterstützung verschiedener OS/ARCH — ist das Einbetten nativer Bibliotheken cost > benefit. Zudem ist FwLib lizenzrechtlich keine Komponente, die PlantPulse frei weiterverteilen dürfte.

Alternative Betriebsverfahren

Glücklicherweise stellen Fanuc selbst sowie Drittanbieter bereits Standard-Bridges bereit. PlantPulse muss lediglich die Ausgabeschnittstelle der Bridge (HTTP / OPC UA) entgegennehmen.

Option 1. MTConnect Adapter / Agent (empfohlen)

Die meisten modernen Werkzeugmaschinen bzw. Fanuc CNCs nutzen MTConnect (ANSI/MTC1.4) als primären Integrationspfad. Fanuc stellt einen eigenen FOCAS-MTConnect Adapter kostenlos bereit; OEMs (Okuma, DMG MORI, Mazak SmartBox) folgen demselben Standard.

Zu verwendender PlantPulse Treiber	Seite
`HTTP` (REST-Polling, XML-Parsing erfolgt in der Formel bzw. der Empfangs-Pipeline)	HTTP

Option 2. OPC UA (Fanuc CNC OPC UA Option oder KEPServer)

Neuere Fanuc-Steuerungen stellen als Zusatzoption einen OPC UA Server bereit. Ältere Steuerungen werden über kommerzielle Gateways wie Kepware KEPServerEX Fanuc Suite oder Matrikon FOCAS OPC Server umgesetzt.

Zu verwendender PlantPulse Treiber	Seite
`OPCUA`	OPC-UA

Option 3. Direct FwLib JNI (Sidecar)

Wer über eine FwLib-Lizenz verfügt, kann ein eigenes JNI-Modul als separates jar (Muster motorsensor.jar) oder als Sidecar-Prozess (z. B. focas-grpc-server) betreiben und PlantPulse dessen Ausgabe pollen lassen. Auch in diesem Fall bleibt das PlantPulse-jar unverändert und der FOCAS-Treiber kann stub bleiben.

Welche Option ist die richtige

Situation	Empfehlung
OEM (Mazak SmartBox / DMG MORI Celos / Okuma) betreibt bereits einen MTConnect Agent	MTConnect → HTTP
Fanuc 30i neuerer Bauart, OPC-UA-Option nachrüstbar	Fanuc OPC UA → OPCUA
Fanuc 0i älterer Bauart, SI mit Lizenz vorhanden	KEPServerEX Fanuc Suite → OPCUA
Eigene FwLib-Lizenz / individuelle Daten erforderlich	focas-grpc Sidecar → HTTP
Nur einfache Verfügbarkeitskennzahl (0/1) erforderlich	Digitalausgang der Steuerung → Modbus-/Ethernet-IO-Modul

Überlegungen für eine spätere native Implementierung

Option	Abhängigkeiten	Schwierigkeitsgrad
FwLib JNI direkt einbetten	x86-/x64-/ARM-Builds allesamt erforderlich, Lizenz	sehr hoch
Separates `plantpulse-edge-driver-focas.jar` (Muster motorsensor.jar)	Laden der Bibliothek per Reflection	hoch
Sidecar + gRPC	FwLib nur im Sidecar, PlantPulse als HTTP-/gRPC-Client	mittel
Reverse-engineertes Wire-Protokoll (Drittanbieter)	Risiko der Verletzung der Fanuc-Lizenz	nicht empfohlen

Fazit

Der von PlantPulse Edge empfohlene offizielle Integrationspfad ist MTConnect (HTTP-Treiber). OEMs liefern den MTConnect Adapter bereits mit, und Probleme mit Lizenz, Auslieferung und OS-Kompatibilität entfallen vollständig. Steht die Fanuc OPC UA Option zur Verfügung, ist die direkte Anbindung über den OPCUA-Treiber der sauberste Weg.

stub-Registrierung (nur zu Testzwecken)

curl -X POST http://<edge-host>/api/v1/opc \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{
    "opc_id": "OPC_FOCAS_STUB",
    "opc_type": "FOCAS",
    "opc_name": "FANUC FOCAS stub",
    "opc_agent_ip": "192.168.0.0",
    "opc_agent_port": "8193",
    "site_id": "SITE_00001",
    "auto_collect": false,
    "timecycle": 5000,
    "tag_list": []
  }'

Überblick​

Warum eine native Implementierung schwierig ist​

Alternative Betriebsverfahren​

Option 1. MTConnect Adapter / Agent (empfohlen)​

Option 2. OPC UA (Fanuc CNC OPC UA Option oder KEPServer)​

Option 3. Direct FwLib JNI (Sidecar)​

Welche Option ist die richtige​

Überlegungen für eine spätere native Implementierung​

stub-Registrierung (nur zu Testzwecken)​