针对大型止口法兰工件装配工序精度低、效率慢、过度依赖人工经验、无法满足复杂工业化生产等问题,本文基于空间几何原理与数字控制技术,设计出一种适合工业数字化装配的控制系统。该系统基于空间平面定位和空间圆心定位原理,以运动控制器为下位机,触摸屏为上位机,以触摸屏与手摇脉冲发生器对系统进行控制,通过人机交互界面供操作人员高效直观了解系统运行状态和相关参数。为了提高工件的柔性装配效果,运动执行机构选用绝对值编码器的伺服电机,以位置模式驱动,建立多个轴组动力学模型,通过接触式光学探针测量工件位置姿态,以NURBS空间插补运动曲线测量工件位姿和调整工件姿态。同时在测心算法的软件编写上,以间接平差方式提高圆心定位精度,采用牛顿迭代法求解方程组,并转换为工件的相对坐标调整量。在对控制系统设计时,依据止口法兰工件机械结构和实际装配需求设计硬件模块并开发软件。硬件模块包括逻辑控制模块、运动控制模块和信号模块,开发软件分为下位机软件和上位机软件,下位机软件包括基于梯形图开发的逻辑控制程序,以及基于G代码和运动指令开发的运动控制程序。上位机开发软件包括基于C语言的算法计算脚本文件和人机交互界面。最后对系统进行测试,搭建系统软硬件平台,建立各元器之间的通讯,完成了系统的功能性测试,实现各模块的基本功能,并在工业现场部署系统,完成系统的联合调试,达到课题预期目标,可自动化测量、调姿、装配止口法兰工件,同时分析可能产生的系统误差,不断完善系统设计。