一、方案背景
考慮到工業機器人普遍具備6個自由度，在笛卡爾空間中能輕松實現X,Y,Z,A,B,C 六維剛體運動，所以若把工業機器人變身為數控機床，能擴大加工范圍，實現車銑、車削、車磨、銑削等復合機加工應用，是業內的一個共通理想。
現實情況是工業機器人的軌跡精度不夠高，以KUKA Quantec系列機器人為例，其軌跡絕對精度在1mm量級，而數控機床普遍加工精度量級≤1絲(0.01mm）。所以把工業機器人用于機加工仍存在諸多難點及痛點。
在某些精度要求不是特別高的打磨、拋光、去毛刺等預加工處理，以及某些非金屬材質的銑削加工如木材、塑件、3D打印件等，應用工業機器人來替代數據機床完成機加工已經變成了一個研究熱點。
二、德國模式
德國有一家公司叫西門子公司，西門子PLC、數控系統全球知名；還有一家公司叫庫卡機器人公司，其工業機器人比較知名（被美的收購后知名度提升）。
庫卡機器人采用的永磁同步伺服電機是由德國西門子提供的專用型號。
庫卡機器人在被美的全資收購之前，德國政府監管層尋求西門子公司并購庫卡機器人以防止德國技術被中資掌握，但西門子公司不為所動，一是有些看不上產品利潤較低的庫卡機器人，二是如果西門子也要造工業機器人的話，以其技術實力，那是輕而易舉之事。
2015年筆者參加KUKA德國總部培訓，由德國工程師做的“西門子數控系統與庫卡機器人融合”的專題報告：西門子數控系統多軸運動控制技術完全可以替代庫卡機器人控制器，實現對機器人6個關節伺服軸的聯動控制，實現銑削等多種復合機加工應用。
三、解決方案
（1）軟件：
KUKA.CNC SINUMERIK:
由KUKA機器人提供的工藝軟件包，用于連接西門子840D sl數控系統與KUKA KRC4機器人控制柜。
KUKA.CNC工作原理
由數控系統做主站，機器人做從站；
G代碼中的運動指令由機器人執行；
路徑規劃在SINUMERIK中執行；
工業機器人僅作為機加工工具。
（2）硬件：
西門子840D SINUMERIK
作為上位機控制器，負責路徑規劃、指令發送。
KUKA KRC4控制柜：
作為從站控制器，負責接收、執行主站指令。
西門子ET200S模塊：
高速通訊版，用于總線數據交換。
（3）通訊：
須安裝KUKA.ProfiNet/ProfiSafe軟件包，以支持PROFINET(PROFISAFE)通訊，網絡拓撲結構如下圖所示：
