本发明属于高压电绝缘子更换领域，具体涉及一种复合悬式绝缘子自动更换装置及更换方法，自动更换装置包括：机械臂以及固定装置；机械臂包括：机械手爪、调节组件以及驱动组件；调节组件包括：第一导向杆、第一调节电机、主动带轮、主动凸轮、从动带轮、不完全齿轮、齿条、第一从动轮、第二导向杆、滑块、第二调节电机、丝杠和螺母；驱动组件包括：驱动电机、主动齿轮、从动齿轮以及椭圆形凸轮；本发明通过调节组件，实现对机械手爪位置的调节，使机械手爪到达W形卡簧的端面处，通过驱动组件驱动椭圆形凸轮转动，实现机械手爪的开合，能够使机械手爪夹紧/松开W形卡簧，使操作人员快速精准的更换复合悬式绝缘子，智能化程度高，省时省力。