本实用新型公开了一种多曲面瓶盖装配系统，包括由电机驱动并处于中心位置的分度盘、外盖翻转气缸、中盖抓取气缸、内盖抓取气缸、垫片送入机构、第一超频点焊机、第二超频点焊机、瓶盖旋转抓取气缸；分度盘上具有多个放置腔，顶盖、中盖、内盖各对应一个放置腔依次相邻布置；外盖翻转气缸上具有与外盖形状对应的气爪；中盖抓取气缸上具有与中盖形状对应的气爪；内盖抓取气缸上具有与内盖形状对应的气爪；垫片送入机构包括压入气缸和垫片送入轨道，压入气缸处于放置槽正上方。本实用新型可解决如何对化妆瓶瓶盖进行自动化装配同时减少横向占用面积的技术问题。