异形电子元器件种类繁多,具有外形尺寸相差较大的特点,其在PCB板上的组装绝大部分只能由手工操作完成,严重影响了电子产品组装的效率和质量,制约了产业发展。在异形电子元器件插件机研究方面,国外起步较早,已经取得一定成果,我国的研究目前还处于发展阶段。因此,研究开发具有自主知识产权的异形电子元器件插件系统对提升我国工业自动化水平有着重要意义。随着控制技术和信息技术的发展,工业控制领域正朝着以工控机作为控制器的方向发展。本文正是采用“工控机+控制板卡”的整体设计架构,在分析异形电子元器件插件机的功能需求和具体控制流程后提出了控制方案,研究和开发了基于Linux CNC的人机界面和视觉软件,对插件机插装时的在线补插和插装顺序优化也做了一定研究。本文首先对异形电子元器件插件机系统的整体架构展开了分析和设计。介绍了插件机的机械结构,对视觉模块相机、镜头和光源等硬件进行了选型,并对数控软件的总体架构进行了设计。根据插件机的控制需求,设计了插件机的具体动作流程。结合异形电子元器件插件机人机界面的功能需求分析,设计了人机界面的整体布局,并对每个功能区域的具体实现进行了说明。接着,将飞行视觉定位技术运用到插件机上来。采用亚像素法对PCB板Mark点进行识别定位,用Hough圆检测算法进行元器件管脚定位。视觉模块人机界面进行了设计,并对其三个部分(运行模式界面、元器件管脚识别示教界面和PCB插件示教界面)的具体实现做出了说明。然后,对插件机的在线补插和插装顺序优化进行了研究。在线补插能保证插件机的插装完成度,利用遗传算法实现插装顺序优化来提高插件机的插装效率。最后,对插件机系统的各个功能进行了测试,根据元器件插装测试分析,测试结果达到设计预期。