CN111843412B - 一种改进的用于微小零件自动装配的锁紧装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种改进的用于微小零件自动装配的锁紧装置及方法，属于精密装配技术领域。改进的锁紧装置由机械臂单元、夹钳锁紧单元、装配夹具组成；机械臂单元包括换接本体和工具侧，换接本体通过工具侧夹持夹钳锁紧单元，夹钳锁紧单元与装配夹具在机械臂单元作用下相互配合完成微小零件自动装配过程中的锁紧任务。将夹钳锁紧单元导向轴随机械臂单元缓慢上移释放其两侧弹簧力的策略更改为通过工具侧左、右移动定位块先对夹钳锁紧单元进行压紧，然后借助工具侧气缸释放其两侧弹簧力。改进的方法避免了夹钳锁紧单元释放弹簧力过程中由于两侧力不均衡对装配精度造成的扰动，极大降低了装配不确定性，提高了装配精度及效率，适用于全自动化场合。

Description

一种改进的用于微小零件自动装配的锁紧装置及方法
技术领域
本发明属于精密装配技术领域，涉及一种改进的用于微小零件自动装配的锁紧装置及方法。
背景技术
对于微小惯性器件的精密装配，微小零件的定位锁紧是装配过程中的一个必要环节，目前主要通过人工手动锁紧，这势必导致装配效率低且不利于器件批量化、自动化生产。为了提高生产效率，需要解决微小零件/组件装配过程中的锁紧问题，实现全自动化装配，中国专利《一种用于微小零件自动装配的锁紧装置及装配方法》，公开号为CN108581469A，提出了一种用于微小零件自动装配的锁紧装置及方法，该装置包括柔性单元、机械臂单元和夹钳锁紧单元，可实现微小零件装配过程中自动锁紧任务。然而，在实际装配过程中发现夹钳锁紧单元的压紧架导向轴随机械臂单元的压紧挡条缓慢上抬，两侧弹簧力慢慢被释放，由于两侧力不均衡容易对装配精度造成扰动，引入了极大的装配不确定性，为了解决这个问题，本发明对锁紧装置进行了改进，设计了更具柔性的机械臂单元，工具侧采用针型气缸代替压紧挡条，同时对左、右移动定位块结构进行了改进，采用先将夹钳锁紧单元压紧后通过气缸释放其两侧弹簧力的装配策略，从而避免了夹钳锁紧单元压紧架导向轴随机械臂单元上抬过程中对装配精度造成的扰动，极大降低了装配不确定性，提高了装配精度及效率，适用于多品种、小批量的自动化应用场合。
发明内容
为了提高某一类精密微小器件的装配效率及装配精度，实现全自动化装配，同时降低装配的不确定性，保证装配的一致性，本发明涉及一种改进的用于微小零件自动装配的锁紧装置及方法。
本发明的技术方案如下：
一种改进的用于微小零件自动装配的锁紧装置，包括机械臂单元、夹钳锁紧单元和装配夹具；机械臂单元包括换接本体和工具侧，换接本体通过工具侧夹持夹钳锁紧单元，夹钳锁紧单元与装配夹具在机械臂单元作用下相互配合完成微小零件自动装配过程中的锁紧任务。
所述的机械臂单元，由换接本体和工具侧组成；换接本体包括力传感器上连接板、力传感器、力传感器下连接板、失电型电磁铁、电路模块公座单元、气路模块调整单元和工具侧释放装置；电路模块公座单元包括电路公端，电路公端支撑板；气路模块调整单元包括换接铜管、气路调整安装块和第一弹簧；工具侧释放装置包括双作用针型气缸、推杆垫块，双作用针型气缸固定在力传感器下连接板，推杆垫块安装在气缸活塞杆的末端；所述的工具侧包括针型气缸连接板、单作用针型气缸、微型弯管接头、微型管直通接头、电路模块母座、气路模块密封单元、工具侧本体、工具侧连接块、气路连接块A、气路连接块B、直线电机、直线电机安装板、导向轴、小径轴承、左移动定位块、右移动定位块、吸附孔连接柱、真空吸盘、微动开关、弯管接头、树脂轴环；对称布置的针型气缸连接板通过螺纹固定在工具侧本体上，单作用针型气缸通过螺纹连接在针型气缸连接板上；电路模块母座固定在针型气缸连接板上；气路模块密封单元的中心孔与气路连接块A和气路连接块B的中心孔一致，分别安装在工具侧本体的两侧；工具侧连接块的两侧分别安装两个小径轴承，用于平衡左、右移动定位块受到的上、下方向的作用力；左移动定位块和右移动定位块的一侧设有U型槽，U型槽的上下两个端面能与夹钳锁紧单元压紧架横板的台阶面进行配合，用于夹钳锁紧单元的拾取与压紧操作，左移动定位块和右移动定位块的另一侧安装在直线电机螺母上，可带动定位块伸出与缩回；
夹钳锁紧单元，由压紧架组件与夹钳组成；压紧架组件包括压紧架横板、弹簧、压紧架导向轴、垫圈、弹性挡圈；压紧架横板两端具有对称的台阶结构，实现与左移动定位块和右移动定位块U型槽上下两个端面的配合，压紧架导向轴分别位于其两端对称的台阶间隙孔中，第二弹簧套在压紧架导向轴的外面，在压缩力的作用下，第二弹簧一端作用在垫圈上，另一端作用在压紧架横板台阶间隙孔的台阶面上；夹钳与压紧架横板通过螺纹连接；
装配夹具包括夹具锁紧固定板、锁紧固定板连接座、夹具安装底座、底座零件安装块、底座，底座零件挡块，夹具锁紧固定板一端的两侧设有U型结构的凹槽，便于与夹钳锁紧单元相互配合实现锁紧，夹具锁紧固定板通过螺纹连接在锁紧固定板连接座上，锁紧固定板连接座与底座零件安装块固定在夹具安装底座上，底座与底座零件挡块固定在底座零件安装块上。
进一步地，上述机械臂单元中工具侧的两个单作用针型气缸的中心距与夹钳锁紧单元上两个压紧架导向轴中心的间距一致，装配过程中，单作用针型气缸的活塞杆下端面与压紧架导向轴的上端面进行配合，实现对第二弹簧的进一步压缩。
进一步地，上述机械臂单元中工具侧对称布置的气路连接块A和气路连接块B内部设有气体通道，可实现气体换向，用于正/负压气体传递；当换接本体拾取完工具侧，换接铜管插入气路模块密封单元，正压气体在气路连接块A作用下实现180°换向，用于控制单作用针型气缸动作，负压气体通过气路连接块B将真空气体传递给夹钳，实现微小零件吸附。
上述一种改进的用于微小零件自动装配的锁紧装置及方法，包括如下步骤：
步骤1：换接本体拾取工具侧：首先，换接本体运动到工具侧正上方位置，然后沿Z轴快速下降至指定位置，控制失电型电磁铁得电，换接本体沿Z轴缓慢下降，直至失电型电磁铁下表面与工具侧本体上表面紧密贴合后停止运动，控制失电型电磁铁失电，最后换接本体沿Z轴缓慢上抬至一定高度完成工具侧的拾取；
步骤2：夹持夹钳锁紧单元：拾取完工具侧，机械臂单元运动至夹钳锁紧单元(放置在上料装置)上方指定位置，此时工具侧单作用针型气缸的活塞杆位于压紧架导向轴的正上方，接通控制工具侧单作用针型气缸的电磁阀，正压气体通过换接铜管、气路模块密封单元、气路连接块A(180°换向)、微型管直通接头、微型弯管接头、至针型气缸使活塞杆伸出，同时驱动工具侧的直线电机使左、右移动定位块移动，当左、右移动定位块均碰触到微动开关后，系统接收到电信号，机械臂单元沿Z轴缓慢下降至指定位置，此时夹钳锁紧单元的第二弹簧在单作用针型气缸活塞杆作用下被进一步压缩，压紧架导向轴下端的垫圈与夹具上料固定板的下端面分离，同时夹钳上端面与工具侧连接块上的真空吸盘处的凹面贴合，真空吸盘与夹钳上端面的气孔对准，实现机械结构与气路的联接，此时驱动工具侧的直线电机使左、右移动定位块移动至初始位置，左移动定位块和右移动定位块U型槽下端面和压紧架横板的下台阶面留有微小间隙，缓慢抬升机械臂单元，至左移动定位块和右移动定位块U型槽下端面和压紧架横板的下台阶面紧密贴合，继续抬升机械臂单元到一定位置，此时压紧架横板的下端面与夹具上料固定板的上端面分离，且夹具上料固定板的下端面与压紧架导向轴下端的垫圈还存在一定间隙，控制机械臂单元沿Y方向运动，退出夹具上料固定板U型凹槽，此时完成夹钳锁紧单元的夹持；
步骤3：夹钳锁紧单元拾取微小零件：完成夹钳锁紧单元的夹持后，移动机械臂单元至微小零件正上方位置，控制机械臂单元缓慢下降到一定位置，此时夹钳的下端面与微小零件上端面紧密贴合，接通控制真空吸附气体的电磁阀，气体通过气路连接块B、
弯管接头、工具侧连接块、吸附孔连接柱、真空吸盘到夹钳，夹钳内部多路气体通道形成真空负压将微小零件吸附起来完成拾取操作；
步骤4：微小零件的定位：根据微小零件测量的位姿信息首先进行平面内的定位，控制机械臂单元移动至装配位置，此时压紧架导向轴已位于夹具锁紧固定板的U型凹槽内，夹具锁紧固定板的的上端面与压紧架横板的下端面有一定间隙，夹具锁紧固定板的下端面与压紧架导向轴下端的垫圈也有一定间隙，且夹钳锁紧单元与工具侧并未分离；
步骤5：微小零件装配过程中的自动锁紧：控制机械臂单元带着夹钳锁紧单元沿Z轴缓慢下降，首先夹钳吸附的微小零件与底座接触，之后在底座、夹钳锁紧单元的反作用力下对第二弹簧进一步压缩，直至左移动定位块和右移动定位块U型槽上端面与压紧架横板的上端面紧密贴合，此时左、右移动定位块实现对夹钳锁紧单元的压紧，机械臂单元停止下降，断开控制单作用针型气缸的电磁阀，活塞杆缩回，夹钳锁紧单元的弹簧力随压紧架导向轴上移被释放，压紧架导向轴下端的垫圈与夹具锁紧固定板的下端面贴合，此时断开控制真空吸附的电磁阀，机械臂单元缓慢上抬一定距离，驱动直线电机使左、右移动定位块移动均碰触微动开关，系统接收到电信号后机械臂单元快速上抬至一定高度，夹钳锁紧单元与装配夹具相互配合作用完成微小零件的锁紧任务。
本发明的有益效果：机械臂单元具备可换接性，换接本体通过拾取不同工具侧完成不同微小零件/组件自动装配，提升了系统的柔性；工具侧左、右移动定位块的U型槽设计与夹钳锁紧单元台阶面的配合可实现夹钳锁紧单元的拾取与压紧操作，同时借助工具侧上针型气缸完成夹钳锁紧单元两侧弹簧力的释放，改进的装置避免了自动锁紧过程中夹钳锁紧单元两侧弹簧在释放过程中由于力不均衡对装配精度的干扰，极大降低了装配不确定性，提高了装配效率及精度。
附图说明
图1是换接本体示意图。
图2是工具侧示意图,(a)主视图，(b)底视图，(c)总体示意图。
图3是左移动定位块示意图。
图4是气路连接块A/B示意图。
图5是夹钳锁紧单元示意图。
图6是装配夹具示意图。
图7是上料装置示意图。
图8是锁紧装置示意图。
图中：1气路调整安装块；2力传感器；3电路公端；4第一弹簧(UY6)；5力传感器上连接板；6双作用针型气缸；7推杆垫块；8换接铜管；9力传感器下连接板；10电路公端支撑板；11失电型电磁铁；12工具侧本体；13电路模块母座；14针型气缸连接板；15气路连接座；16密封胶垫；17微型弯管接头；18微型管直通接头；19微动开关；20工具侧连接块；21导向轴；22左移动定位块；23直线电机安装板；24直线电机；25弯管接头；26气路连接块B；27真空吸盘；28吸附孔连接柱；29右移动定位块；30树脂轴环；31气路连接块A；32小径轴承；33单作用针型气缸；34弹性挡圈；35压紧架横板；36第二弹簧(UY5)；37压紧架导向轴；38垫圈；39夹钳；40夹具锁紧固定板；41底座零件挡块；42底座；43底座零件安装块；44夹具安装底座；45锁紧固定板连接座；46夹具上料固定板。
具体实施方式
以下结合附图和技术方案，进一步说明本发明的具体实施方式。
一种改进的用于微小零件自动装配的锁紧装置，包括机械臂单元、夹钳锁紧单元和装配夹具；机械臂单元包括换接本体和工具侧，换接本体通过工具侧夹持夹钳锁紧单元，夹钳锁紧单元与装配夹具在机械臂单元作用下相互配合完成微小零件自动装配过程中的锁紧任务。
所述的机械臂单元，由换接本体和工具侧组成；换接本体包括力传感器上连接板、力传感器、力传感器下连接板、失电型电磁铁、电路模块公座单元、气路模块调整单元和工具侧释放装置；电路模块公座单元包括电路公端，电路公端支撑板；气路模块调整单元包括换接铜管、气路调整安装块和第一弹簧；工具侧释放装置包括双作用针型气缸、推杆垫块，双作用针型气缸固定在力传感器下连接板，推杆垫块安装在气缸活塞杆的末端；所述的工具侧包括针型气缸连接板、单作用针型气缸、微型弯管接头、微型管直通接头、电路模块母座、气路模块密封单元、工具侧本体、工具侧连接块、气路连接块A、气路连接块B、直线电机、直线电机安装板、导向轴、小径轴承、左移动定位块、右移动定位块、吸附孔连接柱、真空吸盘、微动开关、弯管接头、树脂轴环；对称布置的针型气缸连接板通过螺纹固定在工具侧本体上，单作用针型气缸通过螺纹连接在针型气缸连接板上；电路模块母座固定在针型气缸连接板上；气路模块密封单元的中心孔与气路连接块A和气路连接块B的中心孔一致，分别安装在工具侧本体的两侧；工具侧连接块的两侧分别安装两个小径轴承，用于平衡左、右移动定位块受到的上、下方向的作用力；左移动定位块和右移动定位块的一侧设有U型槽，U型槽的上下两个端面能与夹钳锁紧单元压紧架横板的台阶面进行配合，用于夹钳锁紧单元的拾取与压紧操作，左移动定位块和右移动定位块的另一侧安装在直线电机螺母上，可带动定位块伸出与缩回；
夹钳锁紧单元，由压紧架组件与夹钳组成；压紧架组件包括压紧架横板、弹簧、压紧架导向轴、垫圈、弹性挡圈；压紧架横板两端具有对称的台阶结构，实现与左移动定位块和右移动定位块U型槽上下两个端面的配合，压紧架导向轴分别位于其两端对称的台阶间隙孔中，第二弹簧套在压紧架导向轴的外面，在压缩力的作用下，第二弹簧一端作用在垫圈上，另一端作用在压紧架横板台阶间隙孔的台阶面上；夹钳与压紧架横板通过螺纹连接；
装配夹具包括夹具锁紧固定板、锁紧固定板连接座、夹具安装底座、底座零件安装块、底座，底座零件挡块，夹具锁紧固定板一端的两侧设有U型结构的凹槽，便于与夹钳锁紧单元相互配合实现锁紧，夹具锁紧固定板通过螺纹连接在锁紧固定板连接座上，锁紧固定板连接座与底座零件安装块固定在夹具安装底座上，底座与底座零件挡块固定在底座零件安装块上。
步骤1：换接本体拾取工具侧：首先，换接本体运动到工具侧(存放在工具库中)正上方位置，然后沿Z轴快速下降至指定位置P1，控制失电型电磁铁11得电(磁力消失)，换接本体沿Z轴缓慢下降，直至失电型电磁铁11下表面与工具侧本体12上表面紧密贴合后停止运动，控制失电型电磁铁11失电(磁力恢复)，最后换接本体沿Z轴缓慢上抬至一定高度完成工具侧的拾取，换接本体与工具侧上的电路模块及气路模块均实现对接；
步骤2：夹持夹钳锁紧单元：拾取完工具侧，机械臂单元运动至夹钳锁紧单元(放置在上料装置)上方指定位置P2，此时工具侧上单作用针型气缸33的活塞杆位于压紧架导向轴37的正上方，接通控制工具侧单作用针型气缸33的电磁阀，正压气体通过换接铜管8、气路模块密封单元、气路连接块A31(180°换向)、微型管直通接头18、微型弯管接头17、至单作用针型气缸33使活塞杆伸出，同时驱动工具侧的直线电机24使左移动定位块22和右移动定位块29移动，当左移动定位块和右移动定位块碰触到微动开关19系统接收到电信号后，机械臂单元沿Z轴缓慢下降至指定位置P3，此时夹钳锁紧单元的第二弹簧36在单作用针型气缸33活塞杆作用下被进一步压缩，压紧架导向轴37下端的垫圈38与夹具上料固定板46的下端面分离，同时夹钳39上端面与工具侧连接块20上的真空吸盘27处的凹面贴合，真空吸盘27与夹钳39上端面的气孔对准，实现机械结构与气路的联接，此时驱动工具侧的直线电机24使左、右移动定位块移动至初始位置，左移动定位块和右移动定位块U型槽下端面A2和压紧架横板35的下台阶面留有微小间隙，缓慢抬升机械臂单元，至左移动定位块和右移动定位块U型槽下端面A2和压紧架横板35的下台阶面紧密贴合，继续抬升机械臂单元到一定位置，此时压紧架横板35的下端面与夹具上料固定板46的上端面分离，且夹具上料固定板46的下端面与压紧架导向轴37下端的垫圈38还存在一定间隙，控制机械臂单元沿Y方向运动，退出夹具上料固定板46的U型凹槽，此时完成夹钳锁紧单元的夹持；
步骤3：夹钳锁紧单元拾取微小零件：完成夹钳锁紧单元的夹持后，移动机械臂单元至微小零件正上方位置，控制机械臂单元缓慢下降到一定位置P4，此时夹钳39的下端面与微小零件上端面紧密贴合，接通控制真空吸附气体的电磁阀，气体通过气路连接块B26、弯管接头25、工具侧连接块20、吸附孔连接柱28、真空吸盘27到夹钳39，夹钳39内部多路气体通道形成真空负压将微小零件吸附起来完成拾取操作；
步骤4：微小零件的定位：根据微小零件测量的位姿信息首先进行平面内的定位，控制机械臂单元移动至装配位置，此时压紧架导向轴37已位于夹具锁紧固定板40的U型凹槽内，夹具锁紧固定板40的上端面与压紧架横板35的下端面有一定间隙，夹具锁紧固定板40的下端面与压紧架导向轴37下端的垫圈38也有一定间隙，且夹钳锁紧单元与工具侧并未分离；
步骤5：微小零件装配过程中的自动锁紧：控制机械臂单元带着夹钳锁紧单元沿Z轴缓慢下降，首先夹钳39吸附的微小零件与底座42接触，之后在底座42、夹钳锁紧单元的反作用力下对第二弹簧36进一步压缩，直至左移动定位块和右移动定位块的U型槽上端面A1与压紧架横板35的上端面紧密贴合，此时左、右移动定位块实现对夹钳锁紧单元的压紧，机械臂单元停止下降，断开控制工具侧单作用针型气缸33的电磁阀，活塞杆缩回，夹钳锁紧单元的弹簧力随压紧架导向轴37上移被释放，压紧架导向轴37下端的垫圈38与夹具锁紧固定板40的下端面贴合，断开控制真空吸附的电磁阀，机械臂单元缓慢上抬一定距离，驱动直线电机24使左、右移动定位块移动至碰触微动开关19，系统接收到电信号后机械臂单元快速上抬至一定高度，夹钳锁紧单元与装配夹具相互配合作用完成微小零件的锁紧任务。

Claims (4)

1.一种改进的用于微小零件自动装配的锁紧装置，其特征在于，该改进的用于微小零件自动装配的锁紧装置包括机械臂单元、夹钳锁紧单元和装配夹具；
所述的机械臂单元，主要由换接本体和工具侧组成；
所述的换接本体包括力传感器上连接板(5)、力传感器(2)、力传感器下连接板(9)、失电型电磁铁(11)、电路模块公座单元、气路模块调整单元和工具侧释放装置；沿圆周均布至少两个力传感器(2)，力传感器(2)一侧固定在力传感器上连接板(5)上，另一侧通过螺纹连接固定在力传感器下连接板(9)上；沿圆周均布至少两个失电型电磁铁(11)，其固定在力传感器下连接板(9)上；对称布置的电路模块公座单元包括电路公端(3)和电路公端支撑板(10)，电路公端(3)固定在电路公端支撑板(10)上，电路公端支撑板(10)固定在力传感器下连接板(9)上；对称布置的气路模块调整单元包括换接铜管(8)、气路调整安装块(1)和第一弹簧(4)，气路调整安装块(1)通过螺纹连接固定在力传感器下连接板(9)上，气路调整安装块(1)内设有阶梯孔；第一弹簧(4)的一端通过过盈配合固定在气路调整安装块(1)的阶梯孔内，第一弹簧(4)的另一端通过过盈配合固定在换接铜管(8)的阶梯轴上；工具侧释放装置包括双作用针型气缸(6)和推杆垫块(7)，双作用针型气缸(6)固定在力传感器下连接板(9)上，推杆垫块(7)安装在气缸活塞杆的末端；
所述的工具侧包括针型气缸连接板(14)、单作用针型气缸(33)、微型弯管接头(17)、微型管直通接头(18)、与电路模块公座单元对应的电路模块母座(13)、与气路模块调整单元对应的气路模块密封单元、工具侧本体(12)、工具侧连接块(20)、气路连接块A(31)、气路连接块B(26)、直线电机(24)、直线电机安装板(23)、导向轴(21)、小径轴承(32)、左移动定位块(22)、右移动定位块(29)、吸附孔连接柱(28)、真空吸盘(27)、微动开关(19)、弯管接头(25)和树脂轴环(30)；对称布置的针型气缸连接板(14)通过螺纹连接固定在工具侧本体(12)上表面，单作用针型气缸(33)通过螺纹连接固定在针型气缸连接板(14)上，电路模块母座(13)固定在针型气缸连接板(14)上；微型弯管接头(17)通过螺纹连接在单作用针型气缸(33)上；微型管直通接头(18)通过螺纹连接在工具侧本体(12)上表面；气路连接块A(31)和气路连接块B(26)通过螺纹连接固定在工具侧本体(12)下表面；气路模块密封单元包括气路连接座(15)和密封胶垫(16)，气路连接座(15)通过螺纹连接固定在工具侧本体(12)上表面，其中心孔与气路连接块A(31)和气路连接块B(26)的中心孔一致；工具侧连接块(20)通过螺纹固定在工具侧本体(12)下表面，其两侧分别安装两个小径轴承(32)，用于平衡左移动定位块(22)或右移动定位块(29)受到的上、下方向的作用力；对称布置的直线电机(24)固定在直线电机安装板(23)上；直线电机安装板(23)通过螺纹固定在工具侧本体(12)上；导向轴(21)通过过盈配合固定在工具侧连接块(20)两侧通孔中；吸附孔连接柱(28)通过螺纹固定在工具侧连接块(20)上；真空吸盘(27)套在吸附孔连接柱(28)上；左移动定位块(22)和右移动定位块(29)的一侧设有U型槽，U型槽的上下两个端面与夹钳锁紧单元压紧架横板的台阶面进行配合，用于夹钳锁紧单元的拾取与压紧操作，左移动定位块(22)和右移动定位块(29)的另一侧通过螺纹固定在直线电机(24)的螺母上，用于左移动定位块(22)和右移动定位块(29)的伸出与缩回；对称布置的微动开关(19)通过螺纹固定在工具侧本体(12)下表面；弯管接头(25)通过螺纹固定在气路连接块B(26)上；树脂轴环(30)通过过盈配合固定在工具侧本体(12)通孔中；
所述的夹钳锁紧单元，主要由压紧架组件与夹钳(39)组成；
所述的压紧架组件包括压紧架横板(35)、第二弹簧(36)、压紧架导向轴(37)、垫圈(38)和弹性挡圈(34)；压紧架横板(35)两端具有对称的台阶结构，实现与左移动定位块(22)和右移动定位块(29)上的U型槽上下两个端面配合，压紧架导向轴(37)分别位于其两端对称的台阶间隙孔中，第二弹簧(36)套在压紧架导向轴(37)的外面，在压缩力的作用下，第二弹簧(36)一端作用在垫圈(38)上，另一端作用在压紧架横板(35)台阶间隙孔的台阶面上；夹钳(39)与压紧架横板(35)通过螺纹连接；
所述的装配夹具包括夹具锁紧固定板(40)、锁紧固定板连接座(45)、夹具安装底座(44)、底座零件安装块(43)、底座(42)和底座零件挡块(41)，夹具锁紧固定板(40)一端的两侧设有U型结构的凹槽，便于与夹钳锁紧单元相互配合实现锁紧，夹具锁紧固定板(40)通过螺纹连接在锁紧固定板连接座(45)上，锁紧固定板连接座(45)与底座零件安装块(43)固定在夹具安装底座(44)上，底座(42)与底座零件挡块(41)固定在底座零件安装块(43)上。
2.根据权利要求1所述的一种改进的用于微小零件自动装配的锁紧装置，其特征在于，两个单作用针型气缸(33)的中心距与夹钳锁紧单元上两个压紧架导向轴(37)中心的间距一致，装配过程中，单作用针型气缸(33)的活塞杆下端面与压紧架导向轴(37)的上端面进行配合，实现对第二弹簧(36)的进一步压缩。
3.根据权利要求1或2所述的一种改进的用于微小零件自动装配的锁紧装置，其特征在于，对称布置的气路连接块A(31)和气路连接块B(26)内部设有气体通道，实现气体换向，用于正/负压气体传递；正压气体在气路连接块A(31)作用下实现180°换向，用于控制单作用针型气缸(33)动作，负压气体通过气路连接块B(26)将真空气体传递给夹钳(39)，实现微小零件吸附。
4.一种如权利要求1-3任一所述的锁紧装置的装配方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：换接本体拾取工具侧：首先，换接本体运动到工具侧正上方位置，然后沿Z轴快速下降至指定位置，控制失电型电磁铁(11)得电，换接本体沿Z轴缓慢下降，直至失电型电磁铁(11)下表面与工具侧本体(12)上表面紧密贴合后停止运动，控制失电型电磁铁(11)失电，最后换接本体沿Z轴缓慢上抬至一定高度完成工具侧的拾取；
步骤2：夹持夹钳锁紧单元：拾取完工具侧，机械臂单元运动至夹钳锁紧单元上方指定位置，此时工具侧上单作用针型气缸(33)的活塞杆位于压紧架导向轴(37)的正上方，接通控制单作用针型气缸(33)的电磁阀，正压气体通过换接铜管(8)、气路模块密封单元、气路连接块A(31)、微型管直通接头(18)、微型弯管接头(17)至单作用针型气缸(33)使活塞杆伸出，同时驱动直线电机(24)使左移动定位块(22)和右移动定位块(29)移动，当左、右移动定位块均碰触到微动开关(19) 后，系统接收到电信号，机械臂单元沿Z轴缓慢下降至指定位置，此时夹钳锁紧单元的第二弹簧(36)在单作用针型气缸(33)活塞杆作用下被进一步压缩，压紧架导向轴(37)下端的垫圈(38)与夹具上料固定板(46)的下端面分离，同时夹钳(39)上端面与工具侧连接块(20)上的真空吸盘处的凹面贴合，真空吸盘(27)与夹钳(39)上端面的气孔对准，实现机械结构与气路的联接，此时驱动直线电机(24)使左、右移动定位块移动至初始位置，左移动定位块(22)和右移动定位块(29)的U型槽下端面和压紧架横板(35)的下台阶面留有微小间隙，缓慢抬升机械臂单元，至左移动定位块(22)和右移动定位块(29)的U型槽下端面和压紧架横板(35)的下台阶面紧密贴合，继续抬升机械臂单元到一定位置，此时压紧架横板(35)的下端面与夹具上料固定板(46)的上端面分离，且夹具上料固定板(46)的下端面与压紧架导向轴(37)下端的垫圈(38)还存在一定间隙，控制机械臂单元沿Y方向运动，退出夹具上料固定板(46)的U型凹槽，此时完成夹钳锁紧单元的夹持；
步骤3：夹钳锁紧单元拾取微小零件：完成夹钳锁紧单元的夹持后，移动机械臂单元至微小零件正上方位置，控制机械臂单元缓慢下降到一定位置，此时夹钳(39)的下端面与微小零件上端面紧密贴合，接通控制真空吸附气体的电磁阀，气体通过气路连接块B(26)、弯管接头(25)、工具侧连接块(20)、吸附孔连接柱(28)、真空吸盘(27)到夹钳(39)，夹钳(39)内部多路气体通道形成真空负压将微小零件吸附起来完成拾取操作；
步骤4：微小零件的定位：根据微小零件测量的位姿信息首先进行平面内的定位，控制机械臂单元移动至装配位置，此时压紧架导向轴(37)已位于夹具锁紧固定板(40)的U型凹槽内，夹具锁紧固定板(40)的上端面与压紧架横板(35)的下端面有一定间隙，夹具锁紧固定板(40)的下端面与压紧架导向轴(37)下端的垫圈(37)也有一定间隙，且夹钳锁紧单元与工具侧并未分离；
步骤5：微小零件装配过程中的自动锁紧：控制机械臂单元带着夹钳锁紧单元沿Z轴缓慢下降，首先夹钳吸附的微小零件与底座(42)接触，之后在底座(42)、夹钳锁紧单元的反作用力下对第二弹簧(36)进一步压缩，直至左移动定位块(22)和右移动定位块(29)U型槽上端面与压紧架横板(35)的上端面紧密贴合，此时左、右移动定位块实现对夹钳锁紧单元的压紧，机械臂单元停止下降，断开控制单作用针型气缸(33)的电磁阀，活塞杆缩回，夹钳锁紧单元的弹簧力随压紧架导向轴(37)上移被释放，压紧架导向轴(37)下端的垫圈(38)与夹具锁紧固定板(40)的下端面贴合，此时断开控制真空吸附的电磁阀，机械臂单元缓慢上抬一定距离，驱动直线电机(24)使左、右移动定位块移动至碰触微动开关(19)，系统接收到电信号后机械臂单元快速上抬至一定高度，夹钳锁紧单元与装配夹具相互配合作用完成微小零件的锁紧任务。
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