ISO/IEC 9506-3:1991
(Main)Industrial automation systems — Manufacturing message specification — Part 3: Companion standard for robotics
Industrial automation systems — Manufacturing message specification — Part 3: Companion standard for robotics
Systèmes d'automatisation industrielle — Spécification de messagerie industrielle — Partie 3: Norme d'accompagnement pour la robotique
General Information
Relations
Buy Standard
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL
STANDARD
First edition
1991-08-01
Industrial automation systems - Manufacturing
message specification -
Part 3:
Companion standard for robotics
SysMmes d’automatisation industrielle - Systt2me de messagerie
industrielle -
Partie 3: Norme d’accompagnement pour /a robotique
---
--
- 3
i
”
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I 2
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1
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GE Reference number
=.
c_
Z
z
GE
- -
lSO/lEC 9506-3:1991(E)
p-
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISOllEC 9506-3: 1991 (E)
Page
Contents
............................................................. 1
1 scope
1
2 Normative References
..................................................
2
..........................................................
3 Definitions
2
3.1 General definitions
....................................................
2
3.2 Specific definitions
....................................................
5
Abbreviations .
4
Robot application description 5
5 .
5
5.1 Manufacturing configurations
.............................................
8
5.2 Robot specific model
..................................................
14
5.3 Robot specific functions
..............................................
20
6 Robot application specific context mapping .
20
6.1 Mapping the robot model to the VMD object .
24
6.2 Robot specific objects that map to Domains .
30
6.3 Robot specific objects that- map to Program Invocations .
Definition of robot-specific objects which map to other MMS abstract objects . 40
6.4
Definition of new MMS abstract objects to support other robot-specific objects . 40
6.5
40
7 Robot specific services and protocol
.......................................
40
Robot application context definition
7.1 .
0 ISO/IEC 1991
All rights reserved. No part of this publication may be reproduced or utilized in any form
or by any means, electronic or mechanical, including photocopying and microfilm, without
permission in writing from the publisher.
ISO/lEC Copyright Office 0 Case Postale 56 l Cl-l-1231 Get-&e 20 l Switzerland
Printed in Switzerland
ii
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO/IEC 9506-3: 1991 (E)
7.2 Robot specific abstract syntax definition . 40
US8 of MMS services 40
7.3 .
7.4 Definition and use of robot specific services and protocol . 62
TheinitiateswviceandprOtOCOl. . 74
7.5
Endofmodule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
7.6
Robot specific standardized objects 78
8 .
Genetal . 78
8.1
79
8.2 Standardized Domain objects .
.................................... 80
8.3 Standardized Program Invocation objects
Standardized Named Type objects . 81
8.4
...................................... 82
8.5 Standardized Named Variable objects
90
8.6 Standardized Semaphore objects .
...................................... 9 1
8.7 Standardized Event Condition objects
........................................ 93
8.8 Standardized Event Action objects
Standardized Event Enrollment objects . 94
8.9
94
Standardized Operator Station objects .
8.10
............................................ 94
8.11 Standardized Journal objects
9 Robot conformance classes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
94
General. .
9.1
94
Robot server conformance .
9.2
98
Robot client conformance . ; .
9.3
99
9.4 PIGS .
................................................. 100
A Example (Informative)
A.1 Background. . .10 0
100
A.2 Manufacturing scenario .
..10 1
A.3 Operation .
.102
A.4 The robot VMD description .
103
. A.5 Operations using MMS services .
......................... 110
B Future issues - higher conformance classes (Informative)
........................................ 110
B.l Robot server conformance classes
Robot dent conformance . .112
B.2
. . .
III
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO/IEC 9506-3: 1991 (E)
Figures
Figure 1 Robot system vii
...................................................
Figure 2 Robot server/single client 6
...........................................
7
Figure 3 Robot server/many clients
...........................................
8
Figure 4 Robot client
....................................................
Figure 5 Peer to peer 8
....................................................
Figure6lnformationflow 10
................................................
Figure 7 Robot coordinate systems 12
..........................................
Figure 8 Robot operation states 15
............................................
Figure 9 MMS mapping process 21
............................................
Figure 10 IDLE state diagram 34
...............................................
Figure 11 Example scenario 101
...............................................
Tables
Table 1 Local control 24
...................................................
42
Table 2 Robot status detail
...............................................
44
Table 3 CS-CreateProgramlnvocation-Request parameter .
46
Table 4 CS-Start-Request parameter
.........................................
50
Table 5 CS-Resume-Request parameter
.......................................
Table 6 CS-GetProgramlnvocationAttributes-Response parameter 56
.....................
Table 7 VMDStop service 65
................................................
66
Table 8 VMD attributes / VMDStop
.........................................
67
Table 9 VMDReset service
................................................
69
Table 10Selectservice I .
..................................
Table 11 AlterProgramlnvocationAttributes service 72
...............................
Table 12 lnit Request Detail 74
...............................................
Table 13 lnit Response detail . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
Table 14 PIGS Additional service CBBs 99
.......................................
Table 15 PJCS Local implementation values
100
....................................
iV
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISODEC 9506-3: 1991 (E)
Foreword
IS0 (the international Organization for Standardization) and IEC (the
international Eiectrotechnicai Commission) form the specialized system
for worldwide standardization. National bodies that are members of IS0
or IEC participate in the development of international Standards through
technical committees established by the respective organization to deal
with particular fields of technical activity. IS0 and IEC technical com-
mittees collaborate in fields of mutual interest. Other international or-
ganizations, governmental and non-governmental, in liaison with IS0
and IEC, also take part in the work.
in the field of information technology, IS0 and IEC have established a
joint technical committee, iSO/iEC JTC 3. Draft international Standards
adopted by the joint technical committee are circulated to national bod-
ies for voting. Publication as an international Standard requires ap-.
proval by at least 75 % of the national bodies casting a vote.
international Standard iSO/iEC 9506-3 was prepared by Joint Technical
Committee iSO/TC 184, industrial automation systems md integration.
iSO/iEC 9506 consists of the following parts, under the general title In-
dustrial automation systems - Manufacturing message specification:
-
Part I: Service definition
-
Part 2r Protocol specification
-
Part 3: Companion standard for robofics
Annexes A and B are for information only.
V
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO/IEC 9506-3: 1991 (E)
This part of ISO/IEC 9506 is intended to be used in an open communication system employing robots and robotic
systems connected to a communication network conforming to the OS model (IS0 7498). This part of ISO/IEC
9506 also recognizes that the robot can act as a controller (client) to devices connected to it such as vision
systems and grippers. Client conformance for communication to such devices is not defined by this part of ISO/IEC
9506. Conformance requirements for communication to such devices are defined by the companion Standard
appropriate to that device or by ISO/IEC 9506-l and ISO/IEC 9506-Z.
This part of ISO/lEC 9506 does define conformance requirements for the robot when used in a network with
multiple clients. The messages are described using the method defined in IS0 8824.
This part of ISO/iEC 9506 provides a description of several conformance classes including a base class. This base
class is considered as the minimum conformance for robots connected as a “slave” or server to a host computer
or client device on the network. The base class forms the “kernel” of conformance for robots in these types of
networks. All other conformance classes will be additions to the base class. This part of ISO/IEC 9506 also
provides the robot specific services and protocol including the abstract syntax notation for protocol elements
which are undefined in the MMS-General-Module.
This part of ISO/IEC 9506 also recognizes that the robot can act as a controller to devices connected to it such
as vision systems and grippers. This part of ISO/IEC 9506 identifies the requirements for communications in such
a manner but does not identify MMS service and protocol conformance requirements for the robot when acting
in a client role. These requirements are identified by the companion, standard covering the device to which the
robot intends to communicate.
MMS is intended to be used with yet other standards designed to achieve a systematic and uniform approach to
Open Systems Interconnection of Information Processing Systems as defined in IS0 7498. As such, MMS is
positioned within the application layer of the GSt model. It defines the Application Service Element and the
protocol required to extend information systems networks to the programmable control devices of the automated
factory environment. The services defined by MMS are generic and intended to be referenced by the companion
standards, each of which is oriented towards a more specific class of application.
This part of ISO/IEC 9506 recognizes that safe operation of robots is required at all times. Safety requirements
for robots are specified in IS0 DIS 10218. All robot actions delineated in this part of ISOllEC 9506 are permissible
under the safety standard.
Implementation of this part of ISO/IEC 9506 requires a minimum implementation of MMS. This is covered in Clause
9 which references the conformance requirements of ISO/IEC 9506-l and 2. Implementers of MMS for robots and
robotic systems should have a thorough understanding of MMS for proper implementation of this part of ISO/IEC
9506. Implementers should also have a thorough understanding of the modeling, services and protocol defined
in this part of ISO/IEC 9506. Users of robots and robotic systems are directed to the clauses on modeling and
services found in this document.
For the purpose of this part of ISO/IEC 9506, the term “robot” means “manipulating industrial robot” as defined
in lSO/TR 8373. As used in this part of ISO/IEC 9506, a robot will generally refer to the manipulator together with
its control system and any ancillary equipment, devices, sensors, or communications links, necessary for the robot
to perform its task. Figure 1 illustrates the elements of the robot system as described in this part of ISO/IEC 9506.
Since the definitions of ISOflR 8373 only describe robot systems with a single arm and this part of ISO/IEC 9506
anticipates robots with multiple arms operating in a coordinated fashion, these definitions have been generalized.
The term “robot system controller” will refer to the (single) task program operating with the (possible multiple)
control program of the robot arm(s) of the system.
“MMS services” refers to the abstract services defined in ISO/IEC 9506-l and “MMS protocol” refers to 0~
protocol defined in ISO/IEC 9506-2.
Vi
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO/IEC 9506-3: 1991 (El
Robot System
Robot Arm
Communication
Interface
Control *Program
/
Task
I .,%~~sm I
Program
Manipulator
I
1 End Effectgr 1
Auxiliary
Device
Power Supply
0 or more
1 of more
vii
---------------------- Page: 7 ----------------------
This page intentionally left blank
---------------------- Page: 8 ----------------------
INTERNATIONAL STANDARD ISO/IEC 9506-3:1991 (E)
Industrial automation systems - Manufacturing message
specification -
Part 3:
Companion standard for robotics
1 scope
This part of ISOAEC 9506:
describes the model of a robot and how the attributes of the robot are mapped onto the attributes of a
Virtual Manufacturing Device (VMD),
defines the robot specific services and protocol including the abstract syntax notation for protocol
elements requiring companion standard specification by MMS,
defines robot specific standardized objects,
cl
provides a description of conformance classes including a base class and several enhanced classes.
d)
Definitions are provided of the services and protocol of robots operating as a server in the abstract syntax defined
in this part of ISO/IEC 9506. The semantics of MMS services performed by robots while communicating under
other abstract syntaxes are not defined by this part of ISO/IEC 9506. This part of ISO/IEC 9506 does not identify
MMS service and protocol conformance requirements for a robot acting in a client role. These requirements are
intended to be identified by the companion standard covering the device to which the robot intends to
communicate.
2 Normative References
The following standards contain provisions which, through reference in this text, constitute provisions of this part
of ISO/IEC 9506. At the time of publication, the editions indicated were valid. All standards are subject to revision,
and parties to agreements based on this part of ISOAEC 9506 are encouraged to investigate the possibility of
applying the most recent editions of the standards listed below. Members of IS0 and IEC maintain registers of
currently valid international standards.
lndus trial automation s ys terns - Manufacturing Message Specification - Part I -
ISO/IEC 9506-l : 1990
Service definition
Industrial automation systems - Manufacturing Message Specification - Part 2 -
ISO/IEC 95062: 1990
Protocol specification
lnforma tion processing s ys terns - Open Systems Interconnection - Basic
IS0 7498: 1984
Reference Model
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISOllEC 9506-3: 1991 (E)
ISOKR 8509: 1985 Information processing systems - Open Systems Interconnection - Sewice
Conventions
IS0 8824: 1987 lnforma tion processing s ys terns - Open S ys terns ln terconnection - Specification
of A&tract Syntax Notation One (ASN. 1)
Information processing systems - Open Systems interconnection - File Transfer,
IS0 857 1: 1988
Access and Management
information processing systems - Open Systems Interconnection - Sewice
IS0 8649: 1988
definition for the Association Control Sewice Element
IS0 8650: 1988 lnforma tion processing s ys terns - Open Systems Interconnection - Protocol
specification for the Association Control Sewice Element
Manipulating Industrial Robots - Standard for Safety
IS0 DIS 10218’
Manipulating lndus trial Robots - Vocabulary
lSO/TR 8373: 1988
IS0 9787: 1990 Manipulating Industrial Robots - Coordinate S ys terns and Motions
’ To be published
3 Definitions
3.1 Generd definitions
Clause 3 of ISOAEC 9506-l :1990 and clause 3 of ISO/IEC 9506-2: 1990 list a number of terms defined in IS0
7498, in ISOflR 8509, and in IS0 8824, as well as its own definitions. lSO/TR 8373 and IS0 9787 also define
a number of terms used in this part of ISOAEC 9506. These definitions are included in this part of ISOIIEC 9506
by reference.
3.2 Specific defmiticms
I The inherent set of control instructions which defines the capabilities, actions, and responses of a robot system.
This type of program is fixed and usually not modifiable by the user.
---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO/IEC 9506-3: 1991 (E)
3.2.2 cydez
A single executidn of a task program.
3.2.3 local amtrd:
A boolean value which indicates whether or P not it is possible for rem0
te opera tions to ef f ect changes in the state
of the MMS server. If local control is true, remote operation s cannot
change the sta te of the server
This definition is appropriate to MMS Companion Standards and is different from that contained in IS0 DIS
Note:
10218.
3.2.4
An automaticall y controlled, reprogra mmable, multi-purpose, , manipulative machine with
several degrees of
freedom, which can be either fixed in place of mobile for use in Industrial au tomation
applic ‘ations.
ning clauses of this part of ISO/IEC 9506, the term “robot” will mean
Nota: For the purposes of the remai
“manipulating industrial robot”.
3.2.5 fnmipbta:
A machine, the mechanism or which usually consists of a senes of segments jointed or sliding relative to one
another, for the purpose of grasping and/or moving objects tpleces 01 tools) usually in several degrees of freedom.
It may be controlled by an operator, a programmable electronrc controller, or any logic system (for example cam
device, wired, etc.).
3.2.6 math ended:
A boolean value which if TRUE indicates that a valid command presented to the control program of a robot arm
will result in motion of the arm.
3.2.7 poaa
Combination of position and orientation of a part of a robot (for example its mechanical interface) or of a
workpiece in a coordinate system.
---------------------- Page: 11 ----------------------
ISOllEC 9506-3: 1991 (E)
3.2.8 remoter:
An operation involving data acquisition or control operating over an OSI communication network using MMS
services.
3.2.9 dxDt mm:
As used in this part of ISO/IEC 9506, a manipulator, an end effector, its power supply, and the control ram
prog
which controls the manipulator.
3.2.10 robot system:
A robot system includes:
- the robot (hardware and software) consisting of the manipulator whether mobile or not; power supply and
control system;
- the end-effector(
- any equipment, devices, or sensors required for the robot to perform its task;
- any communication interface that is operating and monitoring the robot, equipment, or sensors, as far as
these peripheral devices are supervised by the robot control system.
3.2.11 robt system corrbdser:
The entire control system of the robot, co Insisti ng of the (single) task program and the control program(s) for the
robot arm(s) and the auxiliary device(s).
3.2.12 step:
An atomic element of task program execution. It may or may not involve robot motion.
The concept of a step is dependent on the robotic programming language.
3-2.13 task progrrm:
ch define the specific inte
The set of motion and auxiliary function instructions whi nded task of the robot system;
this type of program is normally generated by the user.
Note: an application is a general area of work, a task is specific within the application.
4
---------------------- Page: 12 ----------------------
ISOIIEC 9506-3: 1991 (E)
4 Abbreviations
The following abbreviations are used in the text of this
part of ISO/IEC 9506.
Association Control Service Element
ACSE:
ASE: Application Service Element
ASN. 1: Abstract Syntax Notation One
C: conditional parameter
CBB: conformance building block
Cnf: confirm
cs: companion standard
DIS: Draft International Standard
FTAM: File Transfer, Access, and Management
Ind: indication
l/O: input/output
IS: International Standard
M: mandatory
MICS: Mechanical Interface Coordinate System
MMS: Manufacturing Message Specification
OS: Open System lntefcoanection
PDU: protocol data unit
Protocol implementation conformance statement
PIGS:
Req: request
Rsp: response
s: Selection
TR: Technical Report
u: user option parameter
VMD: Virtual Manufacturing Device
5 Robot application description
51 . Manufmfing configufatiofms
The conformance classes which are defined in clause 9 of this part of ISO/lEC 9506 are described independently
of the configurations in which they are used. The configurations described in this subclause are tutorial in nature,
and are included to give insight into the rationale which underlies this part of ISO/IEC 9506. Actual configurations
can exhibit characteristics of several of these configurations simultaneously.
In a remote communication environment, one node is referred to as the client, the other node is referred to as the
server. A host connected to a robot is considered to be a client of the robot. The host generally gives commands
to, and monitors functions of, the robot. The robot is considered the server to the host. In the case of the robot
connected through an OS% communication channel to intelligent peripherals, e.g., such devices as grippers, vision
5
---------------------- Page: 13 ----------------------
ISO/IEC 9506-3: 1991 (E)
systems, or other robots, the robot is viewed as a client with respect to such devices. The connections between
devices described in this part of this Standard are considered to be logical connections.
Although operator panels and teach pendants can be used to direct operation of a robot, they are not considered
clients in the present sense since they are not connected to the robot through OSI communication channels.
Rather, they are considered part of the robot server.
This part of ISO/IEC 9506 does not impose any requirements on the client configurations when the client
communicates with a robot. It requires only that the client has the capability to send the appropriate requests to
the robot and to receive responses from the robot.
51.2 brfigmtion me: Robot SI%CVQY, Sifta dent
host computer) controlling, or in communication with, one robot
This configuration consists of one client (e.g.,
(see Figure 2). The client, or host, sends requests to the robot, or server, to which the robot should respond. The
robot can include its own subsystems such as vision and gripper controls. These subsystems will not be directly
controlled via MMS and are outside the scope of Configuration one.
In simple implementations of Configuration one, there need be only one MMS association. In more sophisticated
implementations, there can be multiple concurrent MMS associations.
An example is the case where two MMS associations are used between the host and the robot for increased
.
throughput.
Host
j (Client) /
1
I
I
Server)
I (
FigUe 2 Ro&ot senrer/sin~ dimt
51.3 Cw two: Robot server, mmy dents
In configuration two, the robot is a server, but there are many clients (host computers). See Figure 3. Support for
multiple concurrent associations is now required on the part of the robot server, since any of the client hosts can
initiate an association.
---------------------- Page: 14 ----------------------
ISO/IEC 9506-3: 1991 (E)
A multiple client configuration requires a mechanism for taking and relinquishing control of the robot. Without this
capability, there is no means for preventing two or more clients from attempting to control the robot
simultaneously.
F,gUr8 3 Robot sewer/many dients
performing
An example of this co nfiguration is a host control and a second host monitoring the robot as part
of a larger system.
I
5.1.4 th@pmmmthrwRobotdient
In configuration three, the robot is a client to one or more devices (see Figure 4). It is also possible that the robot
is simultaneously a server to one or more host clients as in configurations one and two respectively. The robot in
a client capacity requires the ability to act as an initiator of requests, rather than just as a responder.
This part of ISO/IEC 9506 addresses only the interactions between a system acting as a client and robots acting
as servers, and does not define the interactions with other devices such as vision systems, grippers, etc. These
interactions can only be defined based on the requirements of those devices.
An example of this configuration is a robot acting as a client to another system acting as a file server.
---------------------- Page: 15 ----------------------
ISO/IEC 9506-3: 1991 (E)
Figur84Robotdi8m
5.1.5 cmfigwatim four: Peer to peer
In configuration four, several robots are considered peers, and can act as both clients and sewers (see Figure 5).
In this configuration each robot includes both client and server capabhtles.
5.2 Robot specific model
5.2.1 RObOt~88Mldd
8
---------------------- Page: 16 ----------------------
ISO/IEC 9506-3: 1991 (E)
5.2.1.1 General
This part of ISO/IEC 9056 describes an abstract model of a robot system. The attributes of this model are required
to descrcbe the activity of the robot as viewed from a communications channel. Any real robot system can have
many more characteristics than are described here. Nor is it required that a robot system have all of the attributes
described in this part of ISO/IEC 9506. ’
A robot system is composed of one or more robot arms together with a robot system controller. There can also
be auxiliary devices whose activities are coordinated with the robot arm but are physically and logically separate
from the robot arm. In particular, the safety interlocks are one such auxiliary device of which the Emergency Stop
Button can be considered to be a component.
5.2-l -2 RObOtarm
5.2.1.2.1 Robot mm subsystems
The central element of a robot system is the robot arm which is composed of the manipulator, its power supply,
the robot arm control program, and the end effector. The focus of this part of ISO/IEC 9506 is the remote
operation of this robot arm, together with coordinated control of the auxiliary devices.
The manipulator is composed of a set of mechanical linkages and joints. Each link along with its associated joint
comprises an axis of the robot. The joint is driven by an actuator which is controlled by the robot arm control
program. This robot arm control program can be considered to have two main components, a servomechanism
and a path planner.
There are characteristics of the robot arm modeled in this part of ISO/IEC 9506 which equally affect both the
servomechanism and path planner subsystems. It is essential to know the number of joints of the manipulator and
the characteristics of each joint in order to perform the robot task. Knowledge of the nature of the calibration state
(calibrated, not calibrated, or calibrating) and power state (arm power on/off) is necessary for proper operation of
the robot system.
The flow of information in a robot arm can be described as follows. (See Figure 6):
A task program generates the programmed pose of the manipulator.
The programmed pose is then transferred to the path planner subsystem which generates the commanded
state expressed in joint values.
The commanded state is then input to the servomechanism subsystem which drives the manipulator.
9
---------------------- Page: 17 ----------------------
ISO/IEC 9506-3: 1991 (E)
Task Program
L I
Programmed
Pose
v
Path Planner
Commanded
Joint Values
Servo Mechanism
ra;ni!ulator ,
I 1
IFi- 6 hformatim flow
5.2.1.2.2
p@w=-
The path planner subsystem accepts commands from the task program (or from other local sources) for motion
of the manipulator and converts these requests into a time series of servomechanism commands. In effect, the
path planner is responsible for converting a desired manipulator trajectory expressed in terms of the position or
speed of the tool tip into appropriate servomechanism commands. In order to express these motions in a
consistent fashion, a set of coordinate systems are introduced with which to describe the robot arm. These are
described in detail in 5.2.2.
The path planner is responsible for monitoring certain characteristics of the manipulator motion and applying
desired modifications. Most notable of these is the control of the speed and acceleration of the tool tip.
The programmed speed is the speed normally resulting from the command input to the path planner from the task
program of the robot system controller. It is the normal tool tip speed established in the task program.
The speed factor is an override multiplication factor that is applied to alter the speed of the manipulator. The speed
factor will alter the programmed speed of the manipulator so that the entire manipulator motion, as directed by
the task
...
NORME ISO/CEI
I NTER NATIONALE 9506-3
Première édition
1 99 1 -08-0 1
Systèmes d'automatisation industrielle -
Spécification de messagerie industrielle -
Partie 3:
Norme d'accompagnement pour la robotique
Industrial automation systems - Manufacturing message specification -
Part 3: Companion standard for robotics
Numéro de référence
ISO/CEI 9506-3:1991 (F)
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO/CEI 9506-3~991 (F)
Sommaire
Page
1
1 Domaine d'application .
Références normatives . 1
2
2
3 Définitions .
3.1 Définitions générales .
3.2 Définitions spécifiques .
..
4 Abréviations . 4
Description des applications robot . 5
5
Configurations industrielles . 5
5.1
Modèle propre au robot . 7
5.2
5.3 Fonctions propres au robot . 11
Faire correspondre [les objets MMS et1 le contexte propre à une application robot . 15
6
15
6.1 Faire correspondre le modèle du robot à l'objet VMD ., .
18
6.2 Objets propres au robot qui correspondent à des domaines .
22
6.3 Objets propres au robot qui correspondent à des Program Invocations .
6.4 Définition des objets propres au robot qui correspondent à d'autres objets abstraits
28
de MMS .
6.5 Définition de nouveaux objets abstraits MMS pour permettre d'implémenter d'autres
objets propres au robot . 29
29
7 Services et protocole spécifiques au robot .
29
7.1 Définition du contexte des applications robotiques .
7.2 Définition de la Syntaxe Abstraite spécifique au robot .
Utilisation des services MMS .
7.3
46
7.4 Definition et utilisation des services et protocole propres au robot .
Le service Initiate et son protocole . 54
7.5
56
Fin du module .
7.6
O ISO/CEI 1991
Droits de reproduction réservés . Sauf prescription différente. aucune partie de cette publi-
cation ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun pro-
cédé. électronique ou mécanique. y compris la photocopie et les microfilms. sans l'accord
écrit de l'éditeur .
ISOKEI Copyright Office Case postale 56 CH-1211 Genève 20 Suisse
Version française tirée en 1996
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO/CEI 9506-3:1991 (F)
Objets normalisés propres au robot . 57
8
8.1 Généralités . 57
Objets Domaines normalisés .
8.2 57
Objets Program Invocation normalisés . 58
8.3
Objets Type Nommé normalisés . 59
8.4
Objets Variable Nommée normalisés . 60
8.5
Objets Sémaphore normalisés . 66
8.6
Objets Condition Événementielle normalisés . 66
8.7
Objets Action Événementielle normalisés . 68
8.8
Objets inscription Événementielle normalisés .
68
8.9
Objet Station Opérateur normalisé .
69
8.10
69
8.1 1 Objet Journal normalisé .
Classes de conformité pour robot . 69
9
Principes . 69
9.1
Conformité pour un robot serveur . 69
9.2
Conformité d'un robot client . 72
9.3
@ 9.4 PICS . 73
(informative) Exemple . 74
Annexe A
Contexte . 74
A.l
A.2 Scenario de fabrication . 74
74
A.3 Operation .
75
A.4 Description du VMD robot .
Opérations en utilisant les services MMS . 76
A.5
(informative) Travaux ultérieurs classes de conformité plus élevées . 82
Annexe B
Classes de conformité pour un robot serveur . 82
B.1
Conformité du robot en tant que client . 83
B.2
...
III
---------------------- Page: 3 ----------------------
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une féd6ration
mondiale d'organismes nationaux de normalisation (comités membres de
I'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée aux
comités techniques de I'ISO. Chaque comité membre intéressé par une
étude a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les
organisations internationales, gouvernementales et non gouvernemen-
tales, en liaison avec I'ISO participent également aux travaux. L'ISO colla-
bore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (CEI)
en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les projets de Normes internationales adoptés par les comités techniques
sont soumis aux comités membres pour vote. Leur publication comme
Normes internationales requiert l'approbation de 75% au moins des co-
mités membres votants.
La Norme internationale ISO/CEI 9506-3 a été élaborée par le comité tech-
nique lSO/TC 184, Systèmes d'automatisation industrielle et intégration.
L'ISO/CEI 9506 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre
général Systèmes d'automatisation industrielle - Spécification de messa-
gerie in dustrielle:
-
Partie I: Définition des services
-
Partie 2: Spécification de protocole
-
Partie 3: Norme d'accompagnement pour la robotique
Les annexes A et B de la présente partie de I'lSO/CEI 9506 sont données
uniquement à titre d'information.
iv
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO/CEI 9506-3~1991 (F)
Introduction
La présente partie de i'lSO/CEI 9506 est conçue pour être utilisée dans un système de communication
ouvert qui comporte des robots et des systèmes robotisés connectés à un réseau de communication se
conformant au modèle OS1 (IS0 7498). La présente partie de I'ISO/CEI 9506 admet aussi que le robot
peut agir en tant que dispositif de commande (client) pour d'autres dispositifs qui lui sont raccordés tels
que systèmes de vision ou préhenseurs. La conformité en tant que client pour une communication vers
d'autres dispositifs n'est pas couverte par la présente partie de I'ISO/CEI 9506. Les exigences de
conformité d'une communication avec de tels dispositifs sont prises en compte par les Normes
d'accompagnement conçues pour de tels dispositifs, ou par I'ISO/CEI 9506-1 et I'ISO/CEI 9506-2.
La présente partie de I'ISO/CEI 9506 définit en particulier les exigences de conformité pour un robot
lorsqu'il est utilisé en réseau avec de multiples clients. Les messages sont décrits suivant la méthode
définie dans I'ISO 8824.
La présente partie de I'ISO/CEI 9506 fournit la description de plusieurs classes de conformité, y compris
la classe de base. On considère cette classe de base comme la conformité minimale pour un robot
raccordé en tant qu'«esclave» ou serveur d'un calculateur «central» ou d'un dispositif client sur le
0
réseau. La classe de base forme le «noyau» de la conformité pour les robots dans ces types de réseau.
Toutes les autres classes de conformité seront obtenues par addition à cette classe de base. La présente
partie de I'ISO/CEI 9506 fournit aussi les services et le protocole propres au robot, y compris les
notations en syntaxe abstraite pour les éléments du protocole qui ne sont pas définis dans le module
général MMS-General-Module.
La présente partie de I'ISO/CEI 9506 admet aussi que le robot peut agir en tant que dispositif de
commande (client) pour d'autres dispositifs qui lui sont raccordés tels que systèmes de vision ou
préhenseurs. La présente partie de I'ISO/CEI 9506 spécifie la communication en conséquence, mais ne
spécifie pas la conformité imposée aux services et au protocole MMS pour des robots agissant dans un
rôle de client. Ces spécifications sont l'objet des normes d'accompagnement qui couvrent les dispositifs
avec lesquels le robot doit communiquer.
MMS est conçu pour être utilisé avec d'autres normes dont l'architecture procure une approche
systématique et uniforme vers l'Interconnexion de Systèmes Ouverts (OSI) pour des Systèmes de
Traitement de l'Information tels que définis dans I'ISO 7498. Comme tel, MMS est situé dans la couche
application du modèle OSI. II définit l'Application Service Element et le protocole requis pour étendre
les réseaux entre systèmes d'information aux dispositifs de commande programmables rencontrés
dans l'environnement de l'usine automatisée. Les services définis dans MMS sont génériques et sont
conçus pour être inclus dans les normes d'accompagnement, chacune d'elle traitant une classe
d'applications plus spécifique.
La présente partie de I'ISO/CEI 9506 admet que la sécurité des actions des robots est exigée à chaque
instant. La spécification de la sécurité pour les robots est prise en compte par I'ISO/DIS 10218. Toutes
les actions des robots délimitées par la présente partie de I'ISO/CEI 9506 sont possibles en accord avec
les normes de sécurités.
Une implémentation de la présente partie de I'ISO/CEI 9506 requière un minimum d'implémentation de
MMS. Ce point est traité dans l'article 9 qui indique les exigences de conformité à I'ISO/CEI 9506-1 et à
I'ISO/CEI 9506-2. Les implémenteurs de MMS pour les robots et les systèmes robotisés devraient très
bien connaître MMS pour implémenter correctement la présente partie de I'ISO/CEI 9506. Les
implémenteurs devraient également posséder une excellente connaissance de la modélisation, des
services et du protocole défini dans la présente partie de I'tSO/CEi 9506. Les utilisateurs des robots et
systèmes robotisés sont invités à lire les articles sur la modélisation et sur les services que l'on trouvera
dans ce document.
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISOKEI 9506-3:1991 (F)
Pour les besoins de la présente partie de i'iSO/CEi 9506, le terme «robot» signifie ((Robot Manipulateur
Industriel)) tel que défini dans le texte ISO/TR 8373. Dans l'utilisation qu'en fait la présente partie de
i'lSO/CEI 9506, un robot représentera habituellement l'ensemble formé par un manipulateur, sa
commande et tout équipement qui en dépend, dispositifs, capteurs et interfaces de communication,
nécessaire au robot pour accomplir sa tâche. La figure 1 illustre les éléments du système robotisé tel
que décrit dans la présente partie de I'ISO/CEI 9506. Puisque les définitions du texte ISO/TR 8373 se
limitent à décrire les systèmes robotisés à un seul bras et que la présente partie de I'ISO/CEI 9506
prévoit des robots à plusieurs bras coordonnés, ces définitions ont dû être généralisées. L'expression
((commande du système robotisé)) se rapportera à la tâche programmée (unique) opérant avec les
logiciels de commande (éventuellement multiples) du (des) bras robot(s) du système.
L'expression «Les services MMSn se rapporte à la syntaxe abstraite définie dans I'ISO/CEI 9506-1 et
dans I'ISO/CEI 9506-2. «Le protocole MMS» se rapporte au protocole défini dans I'ISO/CEI 9506-2.
Système robotisé
Bras Robot
communication
Logiciel de commande
Tâche
programmée
I Manipulateur
Outil Dispositif
associé
Alimentation
O ou plus
1 ou plus
Figure 1 - Système robotisé
vi
---------------------- Page: 6 ----------------------
NORME INTERNATIONALE ISO/CEI 9506-3:1991 (F)
Systèmes d'automatisation industrielle -
Spécification de messagerie industrielle -
Partie 3 :
Norme d'accompagnement pour la robotique
1 Domaine d'application
La présente partie de I'ISO/CEI 9506 :
a) décrit le modèle du robot et la façon dont les attributs du robot s'appliquent aux attributs d'un
0 Équipement Virtuel de Production (VMD),
b) définit les services et le protocole propres au robot, y compris la notation en syntaxe abstraite, pour
les éléments du protocole dont MMS préconise une spécification par normes d'accompagnement,
c) définit les objets normalisés propres au robot,
d) fournit une description de classes de conformité comprenant une classe de base et plusieurs classes
renforcées.
Les définitions des services et du protocole pour les robots considérés comme serveur sont fournies en
utilisant la syntaxe abstraite définie dans la présente partie de I'ISO/CEI 9506. La sémantique associée
aux services MMS réalisés par le robot lorçqu'il communique en utilisant une autre syntaxe abstraite
n'est pas définie par la présente partie de I'ISO/CEI 9506. La présente partie de I'ISO/CEI 9506 n'indique
pas les exigences de conformité pour les services et le protocole MMS pour un robot agissant dans un
rôle de client. Ces exigences devraient être explicitées par la norme d'accompagnement se rapportant
au dispositif avec lequel le robot essaye de communiquer.
2 Références normatives
0
Les normes suivantes contiennent des dispositions qui, par suite de la référence qui en est faite, consti-
tuent des dispositions valables pour la présente partie de I'ISO/CEI 9506. Au moment de la publication,
les éditions indiquées étaient en vigueur. Toute norme est sujette à révision et les parties prenantes des
accords fondés sur la présente partie de I'ISO/CEI 9506 sont invitées à rechercher la possibilité d'appli-
quer les éditions les plus récentes des normes indiquées ci-après. Les membres de la CE1 et de I'ISO
i
possèdent le registre des Normes internationales en vigueur à un moment donné.
ISO/CEI 9506-1 :I 990, Traitement de l'information - Spécification de Messagerie Industrielle (MMSI -
Partie 7 : Définition des services.
ISO/CEI 9506-2:1990, Traitement de l'information - Spécification de Messagerie Industrielle (MMS) -
Partie 2 : Spécification du protocole.
IS0 7498:1984, Systèmes de traitement de l'information - Interconnexion de Systèmes Ouverts -
Modèle de référence de base.
1
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO/CEI 9506-3:1991 (FI
ISO/TR 8509:1985, Systèmes de traitement de l'information - Interconnexion de Systèmes Ouverts -
Conventions pour les services.
IS0 8824:1987, Systèmes de traitement de l'information - Interconnexion de Systèmes Ouverts -
Spécification de la notation de syntaxe abstraite numéro I (ASN. 1).
IS0 8571 :I 988, Systèmes de traitement de l'information - Interconnexion de Systèmes Ouverts -
Transfert, accès et gestion de fichiers (FTAM File Transfer, Access and Management).
IS0 8649:1988, Systèmes de traitement de l'information - Interconnexion de Systèmes Ouverts -
Définition du service pour l'élément de service de contrôle d'association (ACSE Association Control
Service Elem en t).
IS0 8650:1988, Systèmes de traitement de l'information - Interconnexion de Systèmes Ouverts -
Spécification du protocole pour l'élément de service de contrôle d'association (ACSE Association
Control Service Element).
IS0 DIS 1021 8, Robots manipulateurs industriels - Sécurité.
lSO/TR 8373:1988, Robots manipulateurs industriels - Vocabulaire.
IS0 9787:1990, Robots manipulateurs industriels - Systèmes de coordonnées et mouvements.
3 Définitions
3.1 Définitions générales
L'article 3 de I'ISO/CEi 9506-1 et l'article 3 de I'ISO/CEI 9506-2 donnent une liste de termes définis dans
I'ISO 7498, I'ISO/TR 8509, et I'ISO 8824, aussi bien que leurs propres définitions. Les normes IS0 TR 8373
et IS0 9787 définissent aussi plusieurs termes utilisés dans la présente partie de I'ISO/CEI 9506. Ces
définitions sont inclues dans la présente partie de I'ISO/CEI 9506 par la référence qui en est faite.
3.2 Définitions spécifiques
3.2.1 logiciel de commande
L'ensemble des instructions inhérent au système de commande. Ce logiciel définit les possibilités, les
actions et les réactions d'un système robotisé. Ce type de logiciel est figé et en général n'est pas
modifiable par l'utilisateur.
3.2.2 cycle
Une seule exécution d'une tâche programmée.
3.2.3 mode local
Une valeur booléenne qui indique si des actions à distance ont la possibilité d'induire des changements
dans l'état du serveur MMS. Si le mode local est vrai, les actions à distances ne peuvent pas changer
l'état du serveur.
NOTE - Cette définition est propre aux normes d'accompagnement MMS, et diffère de celle de I'ISO DIS 10218.
2
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO/CEI 9506-3:1991 (F)
3.2.4 robot manipulateur industriel (robot)
Une machine de manipulation, commandée en automatique, reprogrammable, à usages multiples, avec
plusieurs degrés de liberté, qui peut être soit à poste fixe soit mobile, et sert à des applications
industrielles automatisées.
NOTE - Dans les articles suivants de la présente partie de I'ISO/CEI 9506, le terme «robot» signifiera «robot manipulateur
industriel».
3.2.5 manipulateur
Une machine dont le mécanisme consiste en une série de segments articules ou glissants les uns par
rapport aux autres, qui sert à saisir et/ou déplacer des objets (pièces ou outils) habituellement avec
plusieurs degrés de liberté. II se peut qu'il soit commandé par un opérateur, une commande
électronique programmable ou un système logique quelconque (par exemple un dispositif à came, une
tête de filerie, etc.).
3.2.6 mouvement autorise
Un booléen qui, s'il est VRAI, indique qu'un ordre valide présenté au logiciel de commande du bras du
robot provoquera un mouvement du bras.
3.2.7 pose
Combinaison de la position et de l'orientation d'une partie d'un robot (par exemple son interface
mécanique) ou d'une pièce à traiter, dans un référentiel.
3.2.8 operation a distance
Une action, comportant une acquisition de donnée ou une opération de commande par un réseau de
communication OS1 qui utilise les services MMS.
3.2.9 bras robot
Recouvre, dans la présente partie de I'ISOKEI 9506, un manipulateur, un effecteur terminal, son
alimentation et le logiciel de commande qui commande le manipulateur.
3.2.10 système robotisé
Un système robotisé comporte :
- le robot (matériel et logiciel) consistant en un manipulateur, mobile ou non ; une alimentation et
un système de commande ;
- un effecteur terminal ;
- tout équipement, dispositif ou capteur nécessaire au robot pour effectuer sa tâche ;
- tout interface de communication par lequel on observe et on agit sur le robot, l'équipement, ou le
capteur, dans la mesure où ces dispositifs périphériques sont supervisés par le système de com-
mande du robot.
3.2.1 1 système de commande du robot
L'ensemble du système de commande du robot, comportant la tâche programmée (unique) et le(s)
iogiciel(s) de commande du (ou des) bras robot et du (ou des) composant(s) associés.
3
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISOKEI 9506-3:1991 (FI
3.2.12 pas de programme
Un élément atomique de l'exécution de la tâche programmée. II se peut qu'il mette en œuvre le
mouvement du robot.
NOTE - Le concept de pas de programme dépend du langage de programmation robotique utilisé.
3.2.13 tâche programmée
L'ensemble des instructions de mouvement ou de fonctions associées qui définit la tâche spécifique
que l'on attend du système robotisé ; ce type de programme est habituellement écrit par l'utilisateur.
NOTE - Une application est un espace de travail general, une tâche est spécifique a une application.
4 Abréviations
Les abréviations suivantes sont utilisées dans le texte de la présente partie de I'ISOKEI 9506
ACSE : Association Control Service Element
ASE :
Application Service Element
ASN.l : Abstract Syntax Notation One
C: conditional parameter Paramètre soumis à une condition
CBB : conformance building block module pour construire la conformité
Cnf : confirm confirmation
cs : companion standard norme d'accompagnement
DIS : Draft International Standard
FTAM : File Transfer, Access, and Management
Ind : indication Indication
I/O : in p ut/o u t p ut entréehonie
IS : International Standard Norme Internationale
M: mandatory obligatoire
MICS : Mechanical Interface Coordinate System Référentiel de l'interface mécanique
Spécification de la messagerie industrielle
MMS : Manufacturing Message Specification
os1 : Open System Interconnection
PDU : protocol data unit
PICS : Protocol implementation conformance Déclaration de conformité de l'implémentation
e nt au protocole
statem
request requête
Req :
Rsp : response réponse
S: Selection sélection
Technical Report Ra ppo rt Tech n i q ue
TR :
user option parameter paramètre optionel pour l'utilisateur
U:
Virtual Manufacturing Device Équipement virtuel de production
VMD :
4
---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO/CEI 9506-3:1991 (F)
5 Description des applications robot
5.1 Configurations industrielles
5.1.1 Considérations générales
Les classes de conformité qui sont définies a l'article 9 de la présente partie de I'ISO/CEI 9506 sont
décrites indépendamment des configurations dans lesquelles elles sont utilisées. Les configurations
décrites dans ce paragraphe sont de nature explicative, et sont indiquées pour montrer les raisons qui
sous-tendent la présente partie de I'ISO/CEI 9506. Des configurations concrètes peuvent présenter
simultanément des caractéristiques de plusieurs de ces configurations.
Dans un environnement de communication à distance, l'un des nœuds est nommé client, l'autre est
nommé serveur. Un calculateur central connecté à un robot est considéré comme client du robot.
Généralement, le calculateur central donne des instructions et surveille les fonctions du robot. On considère
le robot comme serveur du calculateur central. Dans le cas de robots connectés par un canal de communication
de type OS1 à des périphériques intelligents, par exemple des préhenseurs, des systèmes de vision, ou
d'autres robots, le robot estvu comme un client par rapport a de tels dispositifs. Les connexions entre dispositifs
décrits dans la présente partie de I'ISO/CEI 9506 sont considérées comme des connexions logiques.
Bien que les pupitres de commandes et les pupitres d'apprentissages puissent être utilisés pour diriger
0 les actions d'un robot, ils ne sont pas considéré comme clients dans le sens donné ci-dessus puisqu'ils
ne sont pas connectés au robot par canal de communication OSI. Au contraire, ils sont considérés
comme partie intégrante du serveur robot.
La présente partie de I'ISO/CEI 9506 n'impose aucune exigence sur les configurations du client
lorsqu'un client communique avec un robot. Elle suppose seulement que le client a la capacité
d'envoyer les requêtes appropriées au robot, et d'en recevoir les réponses.
5.1.2 Configuration un : Robot serveur, client unique
Cette configuration consiste en un client (par exemple un calculateur central) qui dirige - ou qui est en
communication avec - un robot (voir figure 1). Le client, ou le calculateur central, envoie des requêtes
au robot, ou serveur, auxquelles le robot devrait répondre. Le robot peut inclure ses propres sous
systèmes tels que commande de vision ou de préhenseur. Ces sous systèmes ne seront pas
directement commandés via MMS et seront en dehors du domaine d'application de la Configuration un.
Dans les implémentations simples de la Configuration un, il n'y a besoin que d'une association MMS.
Dans des implémentations plus sophistiquées, on peut trouver plusieurs associations MMS parallèles.
Un exemple est le cas où deux associations sont utilisées entre le calculateur central et le robot pour en
0 accroître les performances.
I Calculateur centrai I
(Client)
+
Robot
r-l (Serveur)
Figure 2 - Robot serveur - Client unique
5
---------------------- Page: 11 ----------------------
ISOKEI 9506-3:1991 (FI
5.1.3 Configuration deux : Robot serveur, plusieurs clients
Dans la configuration deux, le robot est serveur, mais il y a plusieurs clients (calculateurs centraux). (Voir
figure 3). La capacité à s'accommoder d'associations simultanées multiples est maintenant nécessaire de
la part du serveur robot, puisque n'importe quel client calculateur central peut établir une association.
Dans une configuration à plusieurs clients, il faut un mécanisme pour prendre et relâcher le pilotage du
robot. Sans cette capacité, il n'y a aucun moyen d'empêcher deux clients ou plus d'essayer de piloter
simultanément le robot.
Un exemple de cette configuration pourrait être un calculateur central qui pilote le robot et un second
calculateur central qui surveille le robot le tout faisant partie d'un système plus vaste.
Calculateur Calculateur
(Client)
(Client)
Figure 3 - Robot serveur - Clients multiples
5.1.4 Configuration trois : Robot client
Dans la configuration trois, le robot est client d'un ou de plusieurs dispositifs (voir figure 4). II est aussi
possible à un robot d'être de plus serveur d'un ou plusieurs clients calculateurs centraux, comme dans
les configurations un et deux respectivement. S'il a la capacité d'être client, le robot a besoin de
pouvoir agir comme initiateur de requêtes, plutôt que comme simple répondeur.
La présente partie de i'iSO/CEI 9506 concerne seulement les interactions entre des systèmes agissant
comme clients et des robots agissant comme serveurs, et ne définit pas les interactions avec d'autres
dispositifs tels que systèmes de vision, préhenseurs, etc. Ces interactions ne peuvent être définies que
sur la base des impératifs de ces dispositifs.
Un exemple de cette configuration est un robot se comportant comme client d'un autre système
agissant comme serveur de fichier.
Robot
(Client)
A
w
Figure 4 - Robot client
6
---------------------- Page: 12 ----------------------
ISO/CEI 9506-3~991 (FI
5.1.5 Configuration quatre : d'égal à égal
Dans la configuration quatre, plusieurs robots sont considérés comme égaux, et peuvent se comporter
à la fois comme clients et comme serveurs (voir figure 5). Dans cette configuration tous les robots
possèdent à la fois des capacités de client et de serveur
Figure 5 - Égal à égal
5.2 Modèle propre au robot
5.2.1 Modèle physique du robot
5.2.1.1 Généralités
La présente partie de I'ISO/CEI 9506 décrit un modèle abstrait d'un système robotisé. Les attributs de ce
modèle sont nécessaires pour décrire l'activité d'un robot telle que vue d'un canal de communication. Tout
système robotisé peut avoir beaucoup plus de caractéristiques qu'il n'en est décrit ici. II n'est pas impératif non
plus qu'un système robotisé possède tous les attributs décrits dans la présente partie de I'ISO/CEI 9506.
Un système robotisé est composé d'un ou plusieurs bras et d'un système de commande du ro
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.