精密/超精密/微小型机械加工技术：面向复杂微细结构件和高性能复合材料，开展了精密/超精密多能场复合加工新工艺、新装备及其能量场耦合的智能控制技术研究。研发了车铣复合超精密加工设备，研究了加工精度补偿与控制策略、原位检测以及复合加工的推广适应性相关技术。
代表性的研发成果如下:
下面两幅图代表电火花、电化学、等离子体不同能量场的加工：
精密机械系统装配理论及性能预测技术：开展了面向装配的形状误差建模与评价、非线性非均匀力学接触状态分析、误差模型与CAD理想模型的无缝集成等技术研究，形成了精密机械系统最大熵装配理论体系，研发出带有制造误差的装配性能预测分析软件，为实现量化装配参数和工艺优化奠定基础。
精密/微小型机电结构自动化智能组装系统技术：开展了高精度对位技术、复杂异构零件的可靠夹持与释放技术、基于视觉与力反馈的调整技术、异质表面图像处理与快速识别技术、智能型装配单元控制系统技术等，研制出多台高精度柔性自动化装配设备与控制系统。
3D复合增减材技术：开展了脉冲激光送丝熔覆机理与仿真、脉冲激光送丝工艺、熔覆质量控制方法、3D增减材设备设计与研制等技术研究，研发了脉冲激光送丝沉积与铣削复合加工机床。探索了送丝过程中各工艺参数对304沉积效果的影响规律。
数控技术及应用，特殊用途装备研制及相关理论研究：典型实例：船用外侧壁清洗机器人研究。采用嵌入式结构开发了具有吸附力可调、无线指令与图形传输、轨迹自动规划、行走自动纠偏与避障的船外侧壁清洗机器人，研究了图像识别、无线高速信息传输、轨迹自动规划等理论与实现技术；负重外骨骼机器人研究，包括：负重助力外骨骼机器人和搬移托举助力外骨骼机器人。开展了负重行走外骨骼的结构设计与控制技术研究，以及负重效率的评价理论研究。
空间机器人在轨装配关键技术：开展了大型空间结构在轨装配总体技术、空间抓捕目标的特征识别、空间机器人捕获目标的动力学模型与控制、多臂机器人的协同控制、基于Simulink Multibody的数值仿真、硬件在环内的半物理仿真实验方法和在轨虚拟装配仿真技术的研究。
