工业机器人由于自身的重量较重，一些在重量上有限制场合受到了制约。工业机器人的轻量化在国际上已经越来越受到关注，一种重量轻、强度高、抗疲劳性好的新型材料-碳纤维复合材料满足了工业机器人轻量化的要求，并且在制造中扮演着越来越重要的角色。

（图示：工业机械臂）

       碳纤维以优异的性能已经被运用到了各个领域，例如航空航天、汽车轻量化、体育用品等。工业机械上使用的是传统的铸铁、不锈钢、铝合金等材料。在保证不改变机器人基本性能和负荷量的情况下，在重量上碳纤维复合材料比传统材料要轻了很多。

       传统机械臂采用的是铝、钢等金属材料，工程师们最在意的就是机械臂定位校准是否准确；金属材料质量大，运动惯量增加，冲击力自然就会增大；这时候就会降低机械手臂的位置精度。碳纤维复合材料的密度仅有1.7g/cm左右，相比于铝、钢等金属材质要轻得多，是名副其实的轻量化材料。

       以挪恩复材为国内某厂商定制的碳纤维机械臂产品为例，相较传统金铸铁材料相比较，碳纤维复合材料的机械臂的重量要比铸铁机械臂的重量轻了65%，相比其它的金属材料也要减轻了约40%。现在工业机器人都在朝着轻量化的方向改进，机器人的重量轻了机器的动力性能也就会大大提升，生产效率也会提高，耗能上也会减少。

       传统材料的机械臂强度上，在短时间内是可以有保证的，但是由于机器本身的重量就重，长期的工作后容易产生一些小的毛病，出现了小的毛病就延误了工期。如果是超负荷的情况下工作，会造成断裂导致设备出现故障，致使缩短了机器人的使用年限，在成本上就会高。

       碳纤维复合材料的特性就是抗疲劳性较强，在超负荷的工作中减少了机器出故障率，延长了机器的使用寿命，同时节约了成本。

       机械手臂的刚性直接影响到抓取工件时动作的平稳性、运动的速度和定位的精度。材料自身的刚性不够就会引起机械手臂在垂直平面内弯曲变形或是水平面内侧向的扭转变形，手臂就会随之产生振动，甚至是造成工件卡死。碳纤维机械手臂的抗拉强度约为1400MPa，是金属材质的7-9倍，在弹性模量和承载能力方面都比传统的金属材料更具优势，对高强度的操作频率有适应能力。

       碳纤维复合材质在机械臂上的使用为机器人轻量化提供了良好的思路。机械臂除了在工业上的应用，在医疗设施和服务行业也开始逐步渗透，所以未来对其性能要求也越来越高，碳纤维机械臂将成为未来的发展趋势。