描述

产品概述

GF101 是嘉强（Empower）推出的 3D机器人专用光纤激光切割头，适用于中低功率三维激光切割应用，额定功率4kW。该切割头采用手动调焦方式，通过旋转调焦环在 -9mm ~ +7mm 范围内精确调节焦点位置（精度0.05mm），满足不同板厚和材料的切割工艺需求。

GF101 专为六轴工业机器人三维切割场景设计，整机重量仅约 3.5kg，大幅降低机器人末端负载，有利于提高机器人的加速度和动态精度。产品内置随动单元（电容式高度跟随），随动行程20mm，可在切割过程中自动保持喷嘴与工件之间的恒定距离，确保切割质量的稳定性。优化的环形气路设计提供平滑高效的辅助气流，配合细长喷嘴模块化设计，减少与工件的干涉，适应复杂三维曲面的切割需求。

GF101 内部光学镜片全部采用抽屉式安装结构，日常更换维护无需拆卸整头，大幅降低维护时间和成本。准直镜上方增设保护镜，有效防止灰尘和烟尘直接落在准直镜片上导致损毁。整体采用牢靠的密封性设计，确保在恶劣的工业切割环境中长期稳定运行。GF101 可搭配嘉强 GF102 机器人小轮廓插补子系统，实现高精度小圆弧切割，广泛适用于汽车钣金、航空结构件、厨卫五金等三维异形件的激光切割加工。

核心特点

技术参数

参数项	规格
产品型号	GF101
制造商	嘉强（上海）智能科技 / 原Raytools AG技术
功率等级	4kW
适用激光器	光纤激光器（1060–1080nm）
调焦方式	手动调焦
调焦范围	-9mm ~ +7mm
调焦精度	0.05mm
随动行程	20mm
光纤接口	QBH / QD
通光孔径	28mm
准直镜焦距	75mm / 100mm
聚焦镜焦距	125mm / 150mm
准直保护镜片	Φ24.9mm × 1.5mm
聚焦保护镜片	Φ27.9mm × 4.1mm
喷嘴规格	单层喷嘴
喷嘴孔径	0.8 / 1.0 / 1.2 / 1.5 / 2.0 / 2.5 / 3.0mm
辅助气体气压	≤25bar
重量	约3.5kg

GF101 vs GF101F 对比

GF101（手动调焦版）和 GF101F（自动调焦版）是同一产品系列的两个版本，主要区别在于调焦方式和随动功能：

对比项	GF101（手动调焦）★	GF101F（自动调焦）
功率等级	4kW	4kW
调焦方式	手动旋转调焦环	电机驱动自动调焦
调焦范围	-9mm ~ +7mm	-10mm ~ +10mm
随动行程	20mm	20mm
重量	约3.5kg	约5.4kg
价格	较低	较高（含电机驱动单元）
适用场景	固定板厚批量切割、工艺参数稳定	不等板厚切割、快速穿孔、需自动换板

💡 选型建议：若您的应用中板材厚度固定（如专机切割某一种厚度的钣金件），GF101手动调焦版已完全满足需求，且价格更低、重量更轻。若需切割不等厚板材（如从1mm跳转到3mm再跳转到5mm），需要频繁切换焦点位置，则推荐选择GF101F自动调焦版，可通过程序自动切换焦点，无需停机手动调整。

光学配置与焦点计算

GF101通过不同焦距的准直镜和聚焦镜组合，可实现不同的焦点偏移量（焦点移动倍率），满足不同板厚的切割需求：

焦点移动倍率计算

焦点移动倍率 = 聚焦镜焦距 / 准直镜焦距。调焦环移动1mm，焦点实际移动量 = 1mm × 焦点移动倍率。

准直镜焦距	聚焦镜焦距	焦点移动倍率	调焦范围对应的焦点偏移	适用场景
75mm	125mm	1.67×	-15mm ~ +11.7mm	薄板精密切割（小焦斑）
75mm	150mm	2.0×	-18mm ~ +14mm	中薄板通用切割
100mm	125mm	1.25×	-11.3mm ~ +8.8mm	精细调焦（焦点移动小）
100mm	150mm	1.5×	-13.5mm ~ +10.5mm	中厚板切割（大焦深）

⚠️ 焦点位置约定：“0位”对应焦点刚好在工件表面；负值表示焦点在材料内部（正离焦），适合厚板切割；正值表示焦点在材料上方（负离焦），适合薄板精密切割。实际使用中需根据材料种类、板厚和辅助气体类型（氧气/氮气/空气）选择最佳焦点位置。

应用场景

1. 汽车钣金三维切割

汽车白车身、车门内板、引擎盖、翼子板等钣金件的开孔、修边、切槽是3D机器人激光切割的典型应用。GF101配合六轴机器人可灵活切割各种空间曲面轮廓，替代传统的冲孔模具和修边模具，大幅缩短新车型开发周期。1–3mm厚的不锈钢或镀锌钢板是GF101最擅长的加工范围。

2. 液压成型件切割

汽车底盘液压成型副车架、排气歧管等管件的切孔和修边，形状复杂、空间角度多变，传统加工方式效率低。GF101的细长喷嘴设计可在管件内部进行切割作业，随动功能确保沿管壁曲面切割时喷嘴高度恒定，切割质量均匀一致。

3. 厨卫五金异形切割

不锈钢水槽、灶具面板、油烟机壳体等厨卫五金件具有复杂的3D外形，需要在曲面上切割安装孔、排水孔等。GF101配合机器人可在各种异形曲面上精确定位和切割，替代传统的人工钻孔和冲孔工序，提高加工精度和效率。

4. 航空结构件切割

航空领域的铝合金、钛合金结构件需要在3D曲面上切割减重孔、安装孔和轮廓修边。GF101的4kW功率等级可高效切割1–4mm厚的铝合金板，随动功能确保沿复杂曲面切割时焦点位置始终准确。氮气辅助切割可获得光亮的切缝表面，满足航空零件的质量要求。

5. 电梯门板切割

电梯门板、扶梯侧板等大面积薄板件需要在已成型件上切割各种功能孔和视窗。GF101配合机器人可在1–2mm厚的不锈钢板上快速切割各种形状的孔和轮廓，切割速度可达5–15m/min，远高于传统冲孔和铣削工艺。

搭配GF102小轮廓插补系统

GF101 可搭配嘉强 GF102 机器人小轮廓插补子系统，实现更高精度的小圆弧和小轮廓切割：

GF102 + GF101 的组合方案特别适合汽车钣金件上的小圆孔精密切割（如传感器安装孔、线束过孔等），切割圆度和孔径精度远优于仅使用机器人的方案。

安装与使用指南

1. 机器人连接：GF101通过连接板与机器人第六轴法兰连接，安装孔位为4×Ø4H7。安装时确保切割头与机器人之间电气导通（良好接地），防止静电积累损坏光学元件。
2. 光纤连接：QBH或QD光纤接头插入切割头顶部接口，插入前检查光纤端面清洁度。插入后锁紧卡口，确保光纤端面与接口紧密贴合。
3. 水冷连接：连接冷却水进出管路，推荐水流量≥1.8L/min，入口压力170–520kPa，水温≥室温（避免结露）。冷却水需使用纯净水或去离子水，硬度＜250mg/L（CaCO₃当量）。
4. 辅助气体连接：连接氧气或氮气气源，气体纯度要求：O₂ ≥99.95%，N₂ ≥99.99%。管路中需安装0.01μm精密过滤器，去除杂质和水分。
5. 调焦设定：安装完成后，通过旋转调焦环设定焦点位置。建议先用薄板试切确定最佳焦点位置，然后在调焦环上标记刻度位置，方便后续快速恢复。
6. 随动标定：使用随动功能前需进行电容传感器标定，按照说明书步骤设定零位和灵敏度参数。

日常维护

维护项目	周期	操作内容
聚焦保护镜检查	每4小时	目视检查镜片表面是否有烟尘污染或损伤斑点，必要时更换
准直保护镜检查	每周	抽出检查，用无尘布蘸乙醇擦拭，严重污染时更换
喷嘴检查	每班	检查喷嘴口是否有熔渣粘附或变形，必要时更换
水路检查	每月	检查冷却水流量和水温，清理水路过滤器
光路对准检查	每季度	用红外感光纸检查出射光斑同心度，偏差过大时重新对准

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