主要包括机器人整体设计技术、机器人控制系统设计技术、机器人机械系统设计技术、机器人模拟仿真技术等。航空制造机器人设计技术除了要关注传统航空制造机器人，还要重视新概念机器人，如柔性关节机器人、并联运动机器人和人机协作机器人。

航空制造工业机器人设计包括的关键技术有：①航空制造机器人整体设计技术，包括面向工艺需求的机器人设计，人-机/机-机交互功能设计，运行安全保证功能设计。②航空制造机器人控制技术，包括机器人自主学习与决策，自适应控制能力，快速改变用途。③灵巧操作技术，包括接近人类触觉阵列密度的传感器，感知、决策、辅助一体化的末端执行器，面向对象的工艺软件算法。④自主导航与运动控制技术，包括自主导航、运动解算及动态路径规划、障碍察觉和规避，轻量化大扭矩驱控一体化集成技术，快速响应，精确定位。⑤洞察与感知技术，包括感知模式分析和融合，智能监测与状态感知。⑥包括运动仿真和变形仿真的模拟仿真软件，运动仿真用于检查作业过程中可能发生的干涉现象，检验加工效率，以产品的整体加工时间为目标，优化加工代码。变形仿真用于分析加工过程中产生的位置偏差等。通过仿真分析获取变形量，进行补偿，控制最终的变形量。⑦包含零件信息提取、加工程序自动编制、刀位文件自动生成、自动干涉检查及加工在线监测功能的离线编程软件和基于AI技术的自完善工艺数据库。⑧系统自主测试、故障预判断验证和确认技术。

中国航空制造工业机器人设计技术还处于起步阶段，以仿制为主，为此应加强机器人基础理论研究，强化机器人整体机械学、动力学、人工智能技术、高速网络通信技术的结合，面向航空制造工艺技术，跟踪国外机器人先进技术，提高国产航空制造工业机器人的技术水平和市场占有率。