CN108058184B - 一种用于夹钳换接的电磁吸附式换接装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于夹钳换接的电磁吸附式换接装置，属于精密装配技术领域。一种用于夹钳换接的电磁吸附式换接装置，包括电磁吸附本体单元和夹钳单元；所述的夹钳单元包括吸附式夹钳和机械式夹钳；本发明是利用电磁吸附本体中电磁吸附圆盘与夹钳单元的磁性吸附块之间的磁性力来完成不同夹钳之间的换接，该换接结构，结构紧凑，电路连接简单；该电磁换接方式换接效率较高，同时换接时能保证换接部位准确配合，从而保证末端夹钳的位置精度。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于夹钳换接的电磁吸附式换接装置，属于精密装配技术领域。
背景技术
随着高精密加工技术的不断发展，微小器件也不断趋于小型化和多样化，使微小器件精密装配面临更多的技术困难。先进的精密装配技术能够保证微小器件的装配精度和装配效率。在精密装配过程中能否实现对多种不同微小零件的精确装配，直接影响到整个装配件的性能。
申请号为CN 103862255A的专利，公开了一种用于微小组件装配的换接式微夹钳。该发明包括装配作业工具库单元和作业机械臂单元，通过机械臂单元上的气动夹钳的开合来实现对真空吸附式微夹钳和拾取式微夹钳的拾取与换接，从而实现对不同零件的装配。虽然通过微夹钳的换接能够实现对不同零件的操作，但在换接后气动夹钳与微夹钳被夹持部位不能完全接触，从而影响微夹钳的位置精度，对零件的装配精度产生一定的影响。
蒋君，张俊俊等人【蒋君等，遥操作机器人末端工具换接装置的设计与研究，机械设计与制造，2015，(11)：108-111】设计一种机器人多功能自动换接并拆卸不同规格螺母的工作装置。该装置通过自动更换末端工具头，来实现不同的操作功能。在工具头换接时主要借助于液压缸和液压马达来提供动力，通过内壳制动销轴与锥柄上的十字槽的配合来实现传递扭矩以及锁定锥柄的径向运动，定位钢珠与锥柄上的U型槽来实现锥柄的轴向锁定。该机械式换接方式定位精度较高并且能够实现扭矩的传递，但换接效率不够高且结构较为复杂不适用于小空间的装配作业。
申请号为CN 103350333A的专利，公开了一种微小零件的装配装置。该发明主要由上料夹具单元、组合式吸附夹钳单元和装配夹具单元组成。该装置针对不同特征的零件，通过更换与待装配零件相对应的夹持过渡吸附块来完成对其操作。虽然该装置装配效率较高，但由于其过渡吸附块形式单一且对结构有一定要求，故并不适用于多种不同微小器件的装配。
李海鹏，邢登鹏等人【李海鹏等，宏微结合的多机械手微装配机器人系统，机器人，2015，37(1)：89-92】研制了一套基于显微视觉伺服的多机械手微装配系统，该系统包括6个机械手，每个机械手末端都安装有不同的零件夹持器。在显微视觉和微力传感器的反馈下完成对整个装配对象的装配任务。该系统虽然能完成较为复杂的三维装配任务，但是系统结构复杂且装配过程中需要人工干预，导致装配效率不够高，不适用于个数较多零件的批量装配。
综上，已有夹钳换接技术不能兼顾效率和精度，因此本发明提出一种电磁式换接装置，利用电磁力来完成对末端夹钳的换接任务，从而实现对不同尺寸形状的微小零件的夹持与装配，使装配系统的使用范围更加广泛。
发明内容
本发明提供一种用于夹钳换接的电磁吸附式换接装置，通过电磁吸附力作用完成对不同末端夹钳的换接，从而能够在完成对不同零件的装配。
本发明技术方案：
一种用于夹钳换接的电磁吸附式换接装置，包括电磁吸附本体单元和夹钳单元；
所述的电磁吸附本体单元，包括弹簧片前下压板一1、弹簧片前上压板一2、下弹簧片一3、上弹簧片一4、弹簧片后下压板5、弹簧片固定垫块一6、弹簧片后上压板7、弹簧片后下压板二8、弹簧片固定垫块二9、上弹簧片二10、下弹簧片二11、弹簧片前上压板二12、电磁吸附主体13、弹簧片前下压板二14、电磁吸附圆盘一17、电磁吸附圆盘二18和圆柱形吸盘19；
所述的电磁吸附主体13为T形模块结构，其一表面有平行于底边的矩形凸台，T形模块结构中安装有位于矩形凸台两侧的电磁吸附圆盘一17和电磁吸附圆盘二18，两个电磁吸附圆盘为夹钳换接和拾取提供电磁吸附力；矩形凸台上设有圆柱形吸盘19，圆柱形吸盘19中心为气路通道，气路A16为电磁吸附主体13内的气路通道，实现外部真空吸附气体从气路A16传输至圆柱形吸盘19；
所述的弹簧片固定垫块一6和弹簧片固定垫块二9对称布置，与电磁吸附主体13构成方体形状的外轮廓；上弹簧片一4、下弹簧片一3、上弹簧片二10和下弹簧片二11为矩形薄片结构，将弹簧片固定垫块一6、弹簧片固定垫块二9和电磁吸附主体13固定，组成两组平行弹簧片传力结构；弹簧片传力结构既能减轻换接结构的重量、提高刚度，又能在末端夹钳受力时保证与之靠磁性力连接的电磁吸附主体13产生上下平行微位移；
所述的弹簧片传力结构一端分别通过弹簧片后下压板5和弹簧片后上压板7固定，另一端由弹簧片前上压板一2、弹簧片前下压板一1、弹簧片前上压板二12和弹簧片前下压板二14固定；弹簧片后上压板7将电磁吸附式换接装置连接到精密位移平台的机械臂上；
所述的夹钳单元包括吸附式夹钳15和机械式夹钳；
所述的吸附式夹钳15包括吸附式夹钳本体20、吸附式夹钳盖板21、气路B22、磁性吸附块一23、磁性吸附块二24、吸附垫固定座一25、聚合物吸附垫一26、聚合物吸附垫二27和吸附垫固定座二28；
所述的吸附式夹钳本体20为开有通气槽的矩形结构，矩形结构顶部为两个以吸附式夹钳本体20中轴线对称的内扣L形结构，其中，L形结构的厚度比矩形结构厚；吸附式夹钳盖板21覆盖于吸附式夹钳本体20上，用于密封通气槽；
所述的磁性吸附块一23和磁性吸附块二24为矩形结构，一面固定安装在吸附式夹钳盖板21上，为换接夹钳单元时提供磁性吸附力；另一面分别与电磁吸附圆盘一17、电磁吸附圆盘二18连接，当吸附式夹钳15被拾取与电磁吸附本体单元连接时，圆柱形吸盘19气路与气路B22通道连通；当机械式夹钳被拾取时，圆柱型吸盘19与机械式夹钳无气路连接；
所述的气路B22为从吸附式夹钳盖板21上的通气孔至吸附式夹钳本体20上通气槽的通道；当吸附式夹钳15被拾取固定后，气路B22通道与圆柱形吸盘19中心气路连通，实现圆柱形吸盘19到吸附式夹钳本体20的气路连接；
所述的吸附垫固定座一25与吸附垫固定座二28为中孔结构，一端分别与L形结构连接，另一端分别固定聚合物吸附垫一26和聚合物吸附垫二27，构成两组吸附头结构，实现吸附垫固定座中心孔与聚合物吸附垫中心孔的气路连通；聚合物吸附垫一26和聚合物吸附垫二27用于在装配过程中对铁磁性和非铁磁性工件的拾取与释放；
气路C29和气路D30为位于吸附式夹钳本体20顶部，两L形结构上对称的气路通道，实现吸附式夹钳本体20的通气槽与吸附垫固定座的中心孔气路连通；即外部真空吸附气体从气路A16通过圆柱形吸盘19的中心气路传输至气路B22，然后再经过气路C29、气路D30和吸附垫固定座传输至聚合物吸附垫；
吸附式夹钳15在被拾取时，在电磁吸附力的作用下，电磁吸附圆盘一17、电磁吸附圆盘二18下表面分别与磁性吸附块一23、磁性吸附块二24的上表面中心部位连接，电磁吸附主体13底面中心矩形凸台插入到吸附式夹钳15上磁性吸附块一23和磁性吸附块二24之间矩形区域，实现对吸附式夹钳15的定位；
所述的机械式夹钳包括机械式夹钳本体31、铜夹指一32、铜夹指二33、磁性吸附块三34和磁性吸附块四35；
所述的机械式夹钳本体31为凹形结构，铜夹指一32与铜夹指二33为Z型结构，铜夹指一32与铜夹指二33顶端分别连接到机械式夹钳本体31凹形结构的顶端下表面两侧；底端用于完成对待装配零件的拾取；
所述的磁性吸附块三34和磁性吸附块四35为矩形结构，并列固定在机械式夹钳本体31上表面，为机械式夹钳换接时提供磁性吸附力；
机械式夹钳在被拾取时，在电磁吸附力的作用下，电磁吸附圆盘一17、电磁吸附圆盘二18下表面分别与磁性吸附块一34、磁性吸附块二35的上表面中心部位连接，电磁吸附主体13底面中心矩形凸台插入到机械式夹钳上磁性吸附块一34和磁性吸附块二35之间矩形区域，实现对机械式夹钳的定位。
机械式夹钳本体31、铜夹指一32、铜夹指二33、吸附垫固定座一25、吸附固定座二28、吸附式夹钳盖板21和吸附式夹钳本体20是用铜制成的，保证机械式夹钳和吸附式夹钳对铁磁性工件操作时无磁力影响。
一种用于夹钳换接的电磁吸附式换接装置的方法，包括如下步骤：
第一步：将两种不同的夹钳放置在工具库中对应的位置；首先对吸附式夹钳15进行拾取，将安装机械臂上的电磁吸附本体单元移动至吸附式夹钳15的上方，在这个过程中通过工业相机来实现结构中电磁吸附主体13与吸附式夹钳15的对齐；然后将安装在机械臂上电磁吸附本体单元向下移动，使电磁吸附圆盘一17、电磁吸附圆盘二18的下平面与吸附式夹钳15的磁性吸附块一23、磁性吸附块二24的上平面接触。
第二步：打开控制给电磁吸附圆盘一17、电磁吸附圆盘二18供电的继电器，通电状态下的电磁吸附圆盘产生电磁力，在电磁吸附力的作用下电磁吸附圆盘一17、电磁吸附圆盘二18分别与磁性吸附块一23、磁性吸附块二24紧密连接在一起，同时圆柱形吸盘19与吸附式夹钳中的气路B 22完成对接，从而完成对吸附式夹钳15的拾取与固定。
第三步：将吸附式夹钳15移动至待操作零件位置，使吸附式夹钳15的聚合物吸附垫一26、聚合物吸附垫二27与工件接触，控制给气路A 16供气的电磁阀打开，气体通过气路B22、气路C29、气路D30、吸附垫固定座一25和吸附垫固定座二28传递到聚合物吸附垫一26和聚合物吸附垫二27，在聚合物吸附垫处形成真空负压完成对零件的拾取。在工业相机的协助下吸附式夹钳15吸附着零件移动至零件待装配处，关闭给气路A 16供气的电磁阀，释放零件，完成该零件的装配。
第四步：将吸附式夹钳移动至工具库中指定的位置，关闭控制给电磁吸附圆盘一17、电磁吸附圆盘二18供电的继电器，磁性吸附力消失，吸附式夹钳15在重力的作用下释放到工具库中指定的位置。
第五步：将安装机械臂上的电磁吸附本体单元移动至机械式夹钳的上方，在这个过程中通过工业相机来实现电磁吸附主体13与机械式夹钳对齐。然后将安装在机械臂上电磁吸附本体单元向下移动，使电磁吸附圆盘一17、电磁吸附圆盘二18的下平面与机械式夹钳的磁性吸附块三34、磁性吸附块四35的上平面接触。
第六步：打开控制给电磁吸附圆盘一17、电磁吸附圆盘二18供电的继电器，通电状态下的电磁吸附圆盘产生电磁力，在电磁吸附力的作用下电磁吸附圆盘一17、电磁吸附圆盘二18分别与磁性吸附块三34、磁性吸附块四35紧密连接在一起，同时保证电磁吸附主体13底面中心矩形凸台的下表面与机械式夹钳本体31的上表面接触对齐，从而完成对机械式夹钳的拾取与固定。
第七步：将机械式夹钳移动至待操作零件的正前方，向前运动至指定位置，使机械式夹钳的铜夹指一32、铜夹指二33的底端凸台定位在待操作零件的正下方，将机械式夹钳向上运动到指定位置，将待操作零件抬起，完成对零件的拾取。在工业相机的协助下机械式夹钳拾取的零件移动至零件待装配处，释放零件，完成该零件的装配任务。
第八步：将机械式夹钳移动至工具库中指定的位置，关闭控制给电磁吸附圆盘一17、电磁吸附圆盘二18供电的继电器，磁性吸附力消失，机械式夹钳在重力的作用下释放到工具库中指定的位置，完成整个夹钳的换接。
本发明的效果和益处是：本发明是利用电磁吸附本体中电磁吸附圆盘与夹钳单元的磁性吸附块之间的磁性力来完成不同夹钳之间的换接，该换接结构，结构紧凑，电路连接简单；该电磁换接方式换接效率较高，同时换接时能保证换接部位准确配合，从而保证末端夹钳的位置精度。
附图说明
图1是用于夹钳换接的电磁吸附式换接装置结构俯视图。
图2是用于夹钳换接的电磁吸附式换接装置结构仰视图。
图3是电磁吸附本体单元结构俯视图。
图4是电磁吸附本体单元结构仰视图。
图5是吸附式夹钳结构示意图。
图6是吸附式夹钳本体气路示意图。
图7是吸附式夹钳盖板结构示意图。
图8是吸附垫固定座结构示意图。
图9是聚合物吸附垫结构示意图。
图10是机械式夹钳结构示意图。
图11是电磁吸附主体结构俯视图。
图12是电磁吸附主体结构仰视图。
图13是电磁吸附圆盘示意图。
图14是圆柱形吸盘示意图。
图中：1弹簧片前下压板一；2弹簧片前上压板一；3下弹簧片一；4上弹簧片一；5弹簧片后下压板；6弹簧片固定垫块一；7弹簧片后上压板；8弹簧片后下压板二；9弹簧片固定垫块二；10上弹簧片二；11下弹簧片二；12弹簧片前上压板二；13电磁吸附主体；14弹簧片前下压板二；15吸附式夹钳；16气路A；17电磁吸附圆盘一；18电磁吸附圆盘二；19圆柱形吸盘；20吸附式夹钳本体；21吸附式夹钳盖板；22气路B；23磁性吸附块一；24磁性吸附块二；25吸附垫固定座一；26聚合物吸附垫一；27聚合物吸附垫二；28吸附固定座二；29气路C；30气路D；31机械式夹钳本体；32铜夹指一；33铜夹指二；34磁性吸附块三；35磁性吸附块四。
具体的实施方式
下面结合技术方案和附图详细叙述本发明的具体实施例。
结合图1～图14，一种用于夹钳换接的电磁吸附式换接装置，包括电磁吸附本体单元和夹钳单元；
所述的电磁吸附本体单元，包括弹簧片前下压板一1、弹簧片前上压板一2、下弹簧片一3、上弹簧片一4、弹簧片后下压板5、弹簧片固定垫块一6、弹簧片后上压板7、弹簧片后下压板二8、弹簧片固定垫块二9、上弹簧片二10、下弹簧片二11、弹簧片前上压板二12、电磁吸附主体13、弹簧片前下压板二14、电磁吸附圆盘一17、电磁吸附圆盘二18和圆柱形吸盘19；
所述的电磁吸附主体13为T形模块结构，其一表面有平行于底边的矩形凸台，T形模块结构中安装有位于矩形凸台两侧的电磁吸附圆盘一17和电磁吸附圆盘二18，两个电磁吸附圆盘为夹钳换接和拾取提供电磁吸附力；矩形凸台上设有圆柱形吸盘19，圆柱形吸盘19中心为气路通道，气路A16为电磁吸附主体13内的气路通道，实现外部真空吸附气体从气路A16传输至圆柱形吸盘19；
所述的弹簧片固定垫块一6和弹簧片固定垫块二9对称布置，与电磁吸附主体13构成方体形状的外轮廓；上弹簧片一4、下弹簧片一3、上弹簧片二10和下弹簧片二11为矩形薄片结构，将弹簧片固定垫块一6、弹簧片固定垫块二9和电磁吸附主体13固定，组成两组平行弹簧片传力结构；弹簧片传力结构既能减轻换接结构的重量、提高刚度，又能在末端夹钳受力时保证与之靠磁性力连接的电磁吸附主体13产生上下平行微位移；
所述的弹簧片传力结构一端分别通过弹簧片后下压板5和弹簧片后上压板7固定，另一端由弹簧片前上压板一2、弹簧片前下压板一1、弹簧片前上压板二12和弹簧片前下压板二14固定；弹簧片后上压板7将电磁吸附式换接装置连接到精密位移平台的机械臂上；
所述的夹钳单元包括吸附式夹钳15和机械式夹钳；
所述的吸附式夹钳15包括吸附式夹钳本体20、吸附式夹钳盖板21、气路B22、磁性吸附块一23、磁性吸附块二24、吸附垫固定座一25、聚合物吸附垫一26、聚合物吸附垫二27和吸附垫固定座二28；
所述的吸附式夹钳本体20为开有通气槽的矩形结构，矩形结构顶部为两个以吸附式夹钳本体20中轴线对称的内扣L形结构，其中，L形结构的厚度比矩形结构厚；吸附式夹钳盖板21覆盖于吸附式夹钳本体20上，用于密封通气槽；
所述的磁性吸附块一23和磁性吸附块二24为矩形结构，一面固定安装在吸附式夹钳盖板21上，为换接夹钳单元时提供磁性吸附力；另一面分别与电磁吸附圆盘一17、电磁吸附圆盘二18连接，当吸附式夹钳15被拾取与电磁吸附本体单元连接时，圆柱形吸盘19气路与气路B22通道连通；当机械式夹钳被拾取时，圆柱型吸盘19与机械式夹钳无气路连接；
所述的气路B22为从吸附式夹钳盖板21上的通气孔至吸附式夹钳本体20上通气槽的通道；当吸附式夹钳15被拾取固定后，气路B22通道与圆柱形吸盘19中心气路连通，实现圆柱形吸盘19到吸附式夹钳本体20的气路连接；
所述的吸附垫固定座一25与吸附垫固定座二28为中孔结构，一端分别与L形结构连接，另一端分别固定聚合物吸附垫一26和聚合物吸附垫二27，构成两组吸附头结构，实现吸附垫固定座中心孔与聚合物吸附垫中心孔的气路连通；聚合物吸附垫一26和聚合物吸附垫二27用于在装配过程中对铁磁性和非铁磁性工件的拾取与释放；
气路C29和气路D30为位于吸附式夹钳本体20顶部，两L形结构上对称的气路通道，实现吸附式夹钳本体20的通气槽与吸附垫固定座的中心孔气路连通；即外部真空吸附气体从气路A16通过圆柱形吸盘19的中心气路传输至气路B22，然后再经过气路C29、气路D30和吸附垫固定座传输至聚合物吸附垫；
吸附式夹钳15在被拾取时，在电磁吸附力的作用下，电磁吸附圆盘一17、电磁吸附圆盘二18下表面分别与磁性吸附块一23、磁性吸附块二24的上表面中心部位连接，电磁吸附主体13底面中心矩形凸台插入到吸附式夹钳15上磁性吸附块一23和磁性吸附块二24之间矩形区域，实现对吸附式夹钳15的定位；
所述的机械式夹钳包括机械式夹钳本体31、铜夹指一32、铜夹指二33、磁性吸附块三34和磁性吸附块四35；
所述的机械式夹钳本体31为凹形结构，铜夹指一32与铜夹指二33为Z型结构，铜夹指一32与铜夹指二33顶端分别连接到机械式夹钳本体31凹形结构的顶端下表面两侧；底端用于完成对待装配零件的拾取；
所述的磁性吸附块三34和磁性吸附块四35为矩形结构，并列固定在机械式夹钳本体31上表面，为机械式夹钳换接时提供磁性吸附力；
机械式夹钳在被拾取时，在电磁吸附力的作用下，电磁吸附圆盘一17、电磁吸附圆盘二18下表面分别与磁性吸附块一34、磁性吸附块二35的上表面中心部位连接，电磁吸附主体13底面中心矩形凸台插入到机械式夹钳上磁性吸附块一34和磁性吸附块二35之间矩形区域，实现对机械式夹钳的定位。
机械式夹钳本体31、铜夹指一32、铜夹指二33、25吸附垫固定座一、吸附固定座二28、吸附式夹钳盖板21和吸附式夹钳本体20是用铜制成的，保证机械式夹钳和吸附式夹钳对铁磁性工件操作时无磁力影响。
一种用于夹钳换接的电磁吸附式换接装置的方法，包括如下步骤：
第一步：将两种不同的夹钳放置在工具库中对应的位置；首先对吸附式夹钳15进行拾取，将安装机械臂上的电磁吸附本体单元移动至吸附式夹钳15的上方，在这个过程中通过工业相机来实现结构中电磁吸附主体13与吸附式夹钳15的对齐；然后将安装在机械臂上电磁吸附本体单元向下移动，使电磁吸附圆盘一17、电磁吸附圆盘二18的下平面与吸附式夹钳15的磁性吸附块一23、磁性吸附块二24的上平面接触。
第二步：打开控制给电磁吸附圆盘一17、电磁吸附圆盘二18供电的继电器，通电状态下的电磁吸附圆盘产生电磁力，在电磁吸附力的作用下电磁吸附圆盘一17、电磁吸附圆盘二18分别与磁性吸附块一23、磁性吸附块二24紧密连接在一起，同时圆柱形吸盘19与吸附式夹钳中的气路B 22完成对接，从而完成对吸附式夹钳15的拾取与固定。
第三步：将吸附式夹钳15移动至待操作零件位置，使吸附式夹钳15的聚合物吸附垫一26、聚合物吸附垫二27与工件接触，控制给气路A 16供气的电磁阀打开，气体通过气路B22、气路C29、气路D30、吸附垫固定座一25和吸附垫固定座二28传递到聚合物吸附垫一26和聚合物吸附垫二27，在聚合物吸附垫处形成真空负压完成对零件的拾取。在工业相机的协助下吸附式夹钳15吸附着零件移动至零件待装配处，关闭给气路A 16供气的电磁阀，释放零件，完成该零件的装配。
第四步：将吸附式夹钳移动至工具库中指定的位置，关闭控制给电磁吸附圆盘一17、电磁吸附圆盘二18供电的继电器，磁性吸附力消失，吸附式夹钳15在重力的作用下释放到工具库中指定的位置。
第五步：将安装机械臂上的电磁吸附本体单元移动至机械式夹钳的上方，在这个过程中通过工业相机来实现电磁吸附主体13与机械式夹钳对齐。然后将安装在机械臂上电磁吸附本体单元向下移动，使电磁吸附圆盘一17、电磁吸附圆盘二18的下平面与机械式夹钳的磁性吸附块三34、磁性吸附块四35的上平面接触。
第六步：打开控制给电磁吸附圆盘一17、电磁吸附圆盘二18供电的继电器，通电状态下的电磁吸附圆盘产生电磁力，在电磁吸附力的作用下电磁吸附圆盘一17、电磁吸附圆盘二18分别与磁性吸附块三34、磁性吸附块四35紧密连接在一起，同时保证电磁吸附主体13底面中心矩形凸台的下表面与机械式夹钳本体31的上表面接触对齐，从而完成对机械式夹钳的拾取与固定。
第七步：将机械式夹钳移动至待操作零件的正前方，向前运动至指定位置，使机械式夹钳的铜夹指一32、铜夹指二33的底端凸台定位在待操作零件的正下方，将机械式夹钳向上运动到指定位置，将待操作零件抬起，完成对零件的拾取。在工业相机的协助下机械式夹钳拾取的零件移动至零件待装配处，释放零件，完成该零件的装配任务。
第八步：将机械式夹钳移动至工具库中指定的位置，关闭控制给电磁吸附圆盘一17、电磁吸附圆盘二18供电的继电器，磁性吸附力消失，机械式夹钳在重力的作用下释放到工具库中指定的位置，完成整个夹钳的换接。
Claims (2)
1.一种用于夹钳换接的电磁吸附式换接装置，其特征在于，包括电磁吸附本体单元和夹钳单元；
所述的电磁吸附本体单元，包括弹簧片前下压板一(1)、弹簧片前上压板一(2)、下弹簧片一(3)、上弹簧片一(4)、弹簧片后下压板一(5)、弹簧片固定垫块一(6)、弹簧片后上压板(7)、弹簧片后下压板二(8)、弹簧片固定垫块二(9)、上弹簧片二(10)、下弹簧片二(11)、弹簧片前上压板二(12)、电磁吸附主体(13)、弹簧片前下压板二(14)、电磁吸附圆盘一(17)、电磁吸附圆盘二(18)和圆柱形吸盘(19)；
所述的电磁吸附主体(13)为T形模块结构，其一表面有平行于底边的矩形凸台，T形模块结构中安装有位于矩形凸台两侧的电磁吸附圆盘一(17)和电磁吸附圆盘二(18)，两个电磁吸附圆盘为夹钳换接和拾取提供电磁吸附力；矩形凸台上设有圆柱形吸盘(19)，圆柱形吸盘(19)中心为气路通道，气路A(16)为电磁吸附主体(13)内的气路通道，实现外部真空吸附气体从气路A(16)传输至圆柱形吸盘(19)；
所述的弹簧片固定垫块一(6)和弹簧片固定垫块二(9)对称布置，与电磁吸附主体(13)构成方体形状的外轮廓；上弹簧片一(4)、下弹簧片一(3)、上弹簧片二(10)和下弹簧片二(11)为矩形薄片结构，将弹簧片固定垫块一(6)、弹簧片固定垫块二(9)和电磁吸附主体(13)固定，组成两组平行弹簧片传力结构；弹簧片传力结构既能减轻换接结构的重量、提高刚度，又能在末端夹钳受力时保证与之靠磁性力连接的电磁吸附主体(13)产生上下平行微位移；
所述的弹簧片传力结构一端分别通过弹簧片后下压板一(5)、弹簧片后下压板二(8)和弹簧片后上压板(7)固定，另一端由弹簧片前上压板一(2)、弹簧片前下压板一(1)、弹簧片前上压板二(12)和弹簧片前下压板二(14)固定；弹簧片后上压板(7)将电磁吸附式换接装置连接到精密位移平台的机械臂上；
所述的夹钳单元包括吸附式夹钳(15)和机械式夹钳；
所述的吸附式夹钳(15)包括吸附式夹钳本体(20)、吸附式夹钳盖板(21)、气路B(22)、磁性吸附块一(23)、磁性吸附块二(24)、吸附垫固定座一(25)、聚合物吸附垫一(26)、聚合物吸附垫二(27)和吸附垫固定座二(28)；
所述的吸附式夹钳本体(20)为开有通气槽的矩形结构，矩形结构顶部为两个以吸附式夹钳本体(20)中轴线对称的内扣L形结构，其中，L形结构的厚度比矩形结构厚；吸附式夹钳盖板(21)覆盖于吸附式夹钳本体(20)上，用于密封通气槽；
所述的磁性吸附块一(23)和磁性吸附块二(24)为矩形结构，一面固定安装在吸附式夹钳盖板(21)上，为换接夹钳单元时提供磁性吸附力；另一面分别与电磁吸附圆盘一(17)、电磁吸附圆盘二(18)连接，当吸附式夹钳(15)被拾取与电磁吸附本体单元连接时，圆柱形吸盘(19)气路与气路B(22)通道连通；当机械式夹钳被拾取时，圆柱型吸盘(19)与机械式夹钳无气路连接；
所述的气路B(22)为从吸附式夹钳盖板(21)上的通气孔至吸附式夹钳本体(20)上通气槽的通道；当吸附式夹钳(15)被拾取固定后，气路B(22)通道与圆柱形吸盘(19)中心气路连通，实现圆柱形吸盘(19)到吸附式夹钳本体(20)的气路连接；
所述的吸附垫固定座一(25)与吸附垫固定座二(28)为中孔结构，一端分别与L形结构连接，另一端分别固定聚合物吸附垫一(26)和聚合物吸附垫二(27)，构成两组吸附头结构，实现吸附垫固定座中心孔与聚合物吸附垫中心孔的气路连通；聚合物吸附垫一(26)和聚合物吸附垫二(27)用于在装配过程中对铁磁性和非铁磁性工件的拾取与释放；
气路C(29)和气路D(30)为位于吸附式夹钳本体(20)顶部，两L形结构上对称的气路通道，实现吸附式夹钳本体(20)的通气槽与吸附垫固定座的中心孔气路连通；即外部真空吸附气体从气路A(16)通过圆柱形吸盘(19)的中心气路传输至气路B(22)，然后再经过气路C(29)、气路D(30)和吸附垫固定座传输至聚合物吸附垫；
吸附式夹钳(15)在被拾取时，在电磁吸附力的作用下，电磁吸附圆盘一(17)、电磁吸附圆盘二(18)下表面分别与磁性吸附块一(23)、磁性吸附块二(24)的上表面中心部位连接，电磁吸附主体(13)底面中心矩形凸台插入到吸附式夹钳(15)上磁性吸附块一(23)和磁性吸附块二(24)之间矩形区域，实现对吸附式夹钳(15)的定位；
所述的机械式夹钳包括机械式夹钳本体(31)、铜夹指一(32)、铜夹指二(33)、磁性吸附块三(34)和磁性吸附块四(35)；
所述的机械式夹钳本体(31)为凹形结构，铜夹指一(32)与铜夹指二(33)为Z型结构，铜夹指一(32)与铜夹指二(33)顶端分别连接到机械式夹钳本体(31)凹形结构的顶端下表面两侧；底端用于完成对待装配零件的拾取；
所述的磁性吸附块三(34)和磁性吸附块四(35)为矩形结构，并列固定在机械式夹钳本体(31)上表面，为机械式夹钳换接时提供磁性吸附力；
机械式夹钳在被拾取时，在电磁吸附力的作用下，电磁吸附圆盘一(17)、电磁吸附圆盘二(18)下表面分别与磁性吸附块三(34)、磁性吸附块四(35)的上表面中心部位连接，电磁吸附主体(13)底面中心矩形凸台插入到机械式夹钳上磁性吸附块三(34)和磁性吸附块四(35)之间矩形区域，实现对机械式夹钳的定位；
机械式夹钳本体(31)、铜夹指一(32)、铜夹指二(33)、吸附垫固定座一(25)、吸附固定座二(28)、吸附式夹钳盖板(21)和吸附式夹钳本体(20)是用铜制成的，保证机械式夹钳和吸附式夹钳对铁磁性工件操作时无磁力影响。
2.一种如权利要求1所述的用于夹钳换接的电磁吸附式换接装置的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：
第一步：将两种不同的夹钳放置在工具库中对应的位置；首先对吸附式夹钳(15)进行拾取，将安装机械臂上的电磁吸附本体单元移动至吸附式夹钳(15)的上方，在这个过程中通过工业相机来实现结构中电磁吸附主体(13)与吸附式夹钳(15)的对齐；然后将安装在机械臂上电磁吸附本体单元向下移动，使电磁吸附圆盘一(17)、电磁吸附圆盘二(18)的下平面与吸附式夹钳(15)的磁性吸附块一(23)、磁性吸附块二(24)的上平面接触；
第二步：打开控制给电磁吸附圆盘一(17)、电磁吸附圆盘二(18)供电的继电器，通电状态下的电磁吸附圆盘产生电磁力，在电磁吸附力的作用下电磁吸附圆盘一(17)、电磁吸附圆盘二(18)分别与磁性吸附块一(23)、磁性吸附块二(24)紧密连接在一起，同时圆柱形吸盘(19)与吸附式夹钳中的气路B(22)完成对接，从而完成对吸附式夹钳(15)的拾取与固定；
第三步：将吸附式夹钳(15)移动至待操作零件位置，使吸附式夹钳(15)的聚合物吸附垫一(26)、聚合物吸附垫二(27)与工件接触，控制给气路A(16)供气的电磁阀打开，气体通过气路B(22)、气路C(29)、气路D(30)、吸附垫固定座一(25)和吸附垫固定座二(28)传递到聚合物吸附垫一(26)和聚合物吸附垫二(27)，在聚合物吸附垫处形成真空负压完成对零件的拾取；在工业相机的协助下吸附式夹钳(15)吸附着零件移动至零件待装配处，关闭给气路A(16)供气的电磁阀，释放零件，完成该零件的装配；
第四步：将吸附式夹钳移动至工具库中指定的位置，关闭控制给电磁吸附圆盘一(17)、电磁吸附圆盘二(18)供电的继电器，磁性吸附力消失，吸附式夹钳(15)在重力的作用下释放到工具库中指定的位置；
第五步：将安装机械臂上的电磁吸附本体单元移动至机械式夹钳的上方，在这个过程中通过工业相机来实现电磁吸附主体(13)与机械式夹钳对齐；然后将安装在机械臂上电磁吸附本体单元向下移动，使电磁吸附圆盘一(17)、电磁吸附圆盘二(18)的下平面与机械式夹钳的磁性吸附块三(34)、磁性吸附块四(35)的上平面接触；
第六步：打开控制给电磁吸附圆盘一(17)、电磁吸附圆盘二(18)供电的继电器，通电状态下的电磁吸附圆盘产生电磁力，在电磁吸附力的作用下电磁吸附圆盘一(17)、电磁吸附圆盘二(18)分别与磁性吸附块三(34)、磁性吸附块四(35)紧密连接在一起，同时保证电磁吸附主体(13)底面中心矩形凸台的下表面与机械式夹钳本体(31)的上表面接触对齐，从而完成对机械式夹钳的拾取与固定；
第七步：将机械式夹钳移动至待操作零件的正前方，向前运动至指定位置，使机械式夹钳的铜夹指一(32)、铜夹指二(33)的底端凸台定位在待操作零件的正下方，将机械式夹钳向上运动到指定位置，将待操作零件抬起，完成对零件的拾取；在工业相机的协助下机械式夹钳拾取的零件移动至零件待装配处，释放零件，完成该零件的装配任务；
第八步：将机械式夹钳移动至工具库中指定的位置，关闭控制给电磁吸附圆盘一(17)、电磁吸附圆盘二(18)供电的继电器，磁性吸附力消失，机械式夹钳在重力的作用下释放到工具库中指定的位置，完成整个夹钳的换接。
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