工业机器人手臂结构的材料选择直接影响机器人整体的性能，这是工业机器人原始材料选择的出发点，更是对工业机器人进行轻量化改进设计时材料选择的出发点。工业机器人材料选择的最基本要求包括：较高的强度、弹性模量大、材料重量轻、阻尼大，另外从工业机器人的市场竞争力角度考虑，所选用的材料的价格要适当。

以上对于工业机器人用材选择的要求是一种理想状态，在实际情况中有些要求可能会是相互矛盾的，所以轻量化任务的选材就要根据工业机器人的特殊情况来进行选择，谋求各方面要求的平衡，选择最佳材料。

从琳琅满目的材料库中选择出适合用于制造机器人上臂的材料是一项需要综合考虑多方面因的工作，通常需要考虑下面的几项原则：

首先基于工业机器人选材的使用性能的考虑。材料的选择首先要考虑的就是使用性能，零部件的使用性能包括机器人在工作状态下其材料应该具有的物理性能、化学性能以及力学性能。对于工业机器人不同功能的零部件，其使用性能不同。

搜集并分析工业机器人工作时载荷的大小和性质，预测使用该材料制造成型的工业机器人机械臂结构的应力的大小以及它的极限承受能力。特别需要注意的是机器人的精确度和安全性，估测成型后该材质机械臂的强度及刚度状况。

在以往常用的工程机械选材中，在对重量和尺寸大小有限制的情况下选择高强度材料；零部件在静应力情况下工作，拉伸、压缩以及剪切等应力均匀分布时应选择有较高屈服极限的材料；零部件在变应力情况下工作，则应选择有较高疲劳强度的材料。

具体来说对于在实际工作中以承受拉伸载荷为主的结构宜选用钢材，而铸铁则是以承受压缩载荷为主的零件应选的材料。对于脆性材料，在原则上它只是适用于制造那些仅以承受静载荷为主的零部件。对于塑性材料，多数情况是选择用于承受冲击载荷的零部件。

其次基于经济性的考虑。为工业机器人机械臂选择零部件材料，在保证机器人零部件的使用性能的前提下，尽可能选择价格相对低廉的材料，保证机器人零部件生产过程的总成本最低，提升机器人在市场上的竞争力，这点对于机器人的大批量生产制造尤为重要，始终是工业机器人设计的一项重要原则。

此外，还要对机械臂的后期使用过程中的维修费用加以考虑。综合多方面因素，使机器人的综合经济效益最大化。

工业机器人结构的机械臂臂、底座等部件最常用的材料是钢、铸铁以及铝合金。为实现本体重量轻而承载能力强、工作空间足够大、提高机器人的动态特性、减小机器人的运动惯量等目标，在能够替代钢材的新型材料之中，碳纤维复合材料以其优越的性能脱颖而出，己成为工业机器人轻量化发展的一个重要方向。

、 某些国际知名的大型机器人生产厂商已经推出几款碳纤维复合材料工业机器人，在减重上取得了显著的效果。

以苏州挪恩复材为例，苏州挪恩复材专注碳纤维领域，为国内某知名机器人厂商研发并生产了几款碳纤维机械臂产品，根据厂商给予的反馈，该碳纤维机械臂产品与同款钢铁材质机械臂相比，整体重量减轻了约45%，并且根据试验得出的数据显示，在性能方面，碳纤维机械臂产品完全满足机械臂的性能需求，外观无瑕疵，是一款合格的碳纤维机械臂产品。

目前很多工业机器人机械臂都存在明显的减重需求，从其他角度考虑，减重也是一个十分必要的环节，碳纤维复合材料应用在机械臂产品中减重效果明显，并且性能保持优异，相信随着碳纤维技术的不断成熟，碳纤维在机械臂方面的应用也会越来越广。