Eine präzise Linsenkalibrierung ist entscheidend, um mit einem Galvo-Laser gleichbleibend genaue Markierergebnisse zu erzielen. In diesem Leitfaden erklären wir die Funktionen der drei wichtigen Korrekturparameter Wölbung, Neigung und Trapezoid in LightBurn und zeigen Ihnen Schritt für Schritt, wie Sie eine praktische Kalibrierung durchführen.

1. Warum ist eine Galvo-Linsenkalibrierung notwendig?

Bei der Verwendung eines Galvo-Lasers kann es vorkommen, dass ein Quadrat nicht exakt quadratisch erscheint, ein Kreis leicht elliptisch wird, die tatsächlichen Abmessungen vom Design abweichen oder Verzerrungen zum Rand des Markierbereichs hin stärker sichtbar werden.

Das bedeutet nicht zwangsläufig, dass ein Problem mit dem Lasergerät vorliegt. Galvo-Linsen verursachen konstruktionsbedingt ein gewisses Maß an geometrischer Verzerrung.

Ziel der Linsenkalibrierung ist es, diese Verzerrungen zu kompensieren, sodass das tatsächliche Markierergebnis möglichst genau der Darstellung im LightBurn-Arbeitsbereich entspricht. Auch die eingestellte Feldgröße hat einen direkten Einfluss auf die Linsenkorrektur und Kalibrierung.

Häufige Formen optischer Verzerrung

● Kissenverzerrung: Die Skalierung am Rand unterscheidet sich von der Skalierung im Zentrum. Dadurch können ursprünglich gerade Linien nach innen gekrümmt erscheinen.

● Tonnenverzerrung: Die Ränder werden in die entgegenge setzte Richtung gekrümmt, sodass die Seiten eines Quadrats nach außen gewölbt erscheinen.

Die tatsächliche Verzerrung eines Galvo-Systems entsteht jedoch meist durch das Zusammenspiel mehrerer Faktoren, darunter Galvo-Scansystem, F-Theta-Linse, Brennweite und Feldgröße.

Deshalb sollte nicht allein anhand der Bezeichnung „Tonnenverzerrung“ oder „Kissenverzerrung“ entschieden werden, welcher Korrekturparameter verändert werden muss.

In den Geräteeinstellungen von LightBurn stehen hierfür unter anderem die folgenden Korrekturparameter zur Verfügung:

● Wölbung

● Neigung

● Trapezoid

2. Drei typische Verzerrungsprobleme und ihre Korrektur

2.1 Wölbung – Korrektur von Krümmungen

2.1.1 Problem

Die Kanten des markierten Quadrats sind nach innen oder außen gekrümmt, anstatt gerade zu verlaufen.

2.1.2 Funktionsweise der Wölbung

Der Parameter Wölbung wird verwendet, um geometrische Verzerrungen im Markierfeld zu kompensieren.

Dabei wird die Form des mittleren Bereichs des Designs relativ zu den umliegenden Bereichen angepasst, sodass gekrümmte Kanten möglichst gerade dargestellt werden.

2.1.3 Vorgehensweise

1. Markieren Sie ein möglichst großes Quadrat, das für Ihre Linse geeignet ist. Als Ausgangspunkt eignet sich ein Testquadrat, das etwa 85–90 % des Arbeitsbereichs abdeckt.

2. Legen Sie ein gerades Lineal oder eine andere gerade Kante an eine Seite des markierten Quadrats.

3. Prüfen Sie, ob die markierte Linie von der geraden Kante weg gekrümmt ist.

4. Nehmen Sie in den Geräteeinstellungen eine kleine Änderung am Wert für Wölbung vor.

5. Markieren Sie dasselbe Quadrat erneut und vergleichen Sie das Ergebnis.

6. Überprüfen Sie sowohl die horizontalen als auch die vertikalen Kanten und nehmen Sie bei Bedarf eine Feinjustierung vor.

Unterschiedliche Galvo-Systeme können verschiedene Scanrichtungen und optische Konfigurationen aufweisen. Daher gibt es keinen universellen Wert für die Wölbung, der einfach von einem anderen Gerät übernommen werden kann.

Nehmen Sie stattdessen jeweils nur eine kleine Änderung vor, führen Sie einen weiteren Test durch und beurteilen Sie das Ergebnis anhand der tatsächlichen Veränderung.

2.2 Neigung – Korrektur von Winkel- und Randverzerrungen

2.2.1 Problem

Das markierte Quadrat oder Rechteck wirkt seitlich verzogen. Die obere und untere Kante können weiterhin weitgehend parallel verlaufen, während die Seitenkanten nicht mehr senkrecht zueinander stehen.

Dadurch ähnelt die Form eher einem Parallelogramm.

2.2.2 Funktionsweise der Neigung

Der Parameter Neigung dient zur Korrektur geometrischer Verzerrungen in Richtung der Kanten und Ecken des Markierfelds.

Dabei kann der untere Bereich des Designs relativ zum oberen Bereich nach links oder rechts verschoben werden, um die korrekte geometrische Ausrichtung wiederherzustellen.

2.2.3 Vorgehensweise

1. Markieren Sie ein Quadrat, das möglichst nahe an der Größe des Arbeitsbereichs liegt.

2. Verwenden Sie einen Anschlagwinkel, um zu überprüfen, ob zwei benachbarte Kanten senkrecht zueinander stehen.

3. Messen Sie die beiden Diagonalen des Quadrats.

4. Ändern Sie den Wert für Neigung in den Geräteeinstellungen geringfügig.

5. Markieren Sie das Quadrat erneut und wiederholen Sie die Messungen.

6. Fahren Sie fort, bis die vier Ecken möglichst nahe bei 90° liegen und die beiden Diagonalen ungefähr gleich lang sind.

Messtipp

Bei einem korrekt dimensionierten Rechteck sind gleich lange Diagonalen ein hilfreicher Hinweis darauf, dass die Winkel korrekt ausgerichtet sind.

Verlassen Sie sich jedoch nicht ausschließlich auf die Diagonalen. Überprüfen Sie zusätzlich die Längen aller vier Seiten, um sicherzustellen, dass die Gesamtabmessungen weiterhin korrekt sind.

2.3 Trapezoid – Korrektur von Trapezverzerrungen

2.3.1 Problem

Die obere und untere Kante des markierten Quadrats sind unterschiedlich lang, während die Seitenkanten zunehmend nach innen oder außen verlaufen.

Dadurch erscheint das Quadrat eher wie ein Trapez.

2.3.2 Funktionsweise von Trapezoid

Der Parameter Trapezoid dient zur Korrektur einer trapezförmigen bzw. keystoneartigen geometrischen Verzerrung.

Damit kann ein Bereich des Designs relativ zu einem anderen Bereich gedehnt oder gestaucht werden, um die Geometrie des Markierergebnisses zu korrigieren.

2.3.3 Vorgehensweise

1. Markieren Sie ein Quadrat, das möglichst nahe an der Größe des Arbeitsbereichs liegt.

2. Messen Sie die Länge der oberen und unteren Kante möglichst genau.

3. Vergleichen Sie die beiden Messwerte.

4. Ändern Sie den Wert für Trapezoid geringfügig.

5. Markieren Sie das Quadrat erneut und wiederholen Sie die Messung, bis die obere und untere Kante ungefähr gleich lang sind.

6. Überprüfen Sie anschließend erneut Neigung und Wölbung, um sicherzustellen, dass das Gesamtergebnis weiterhin korrekt ist.

3. Praktische Kalibrierung

3.1 Methode 1: LightBurns 9-Punkt-Korrekturassistent verwenden

Für eine neue Galvo-Konfiguration oder nach dem Austausch einer Linse bietet LightBurn einen integrierten 9-Punkt-Korrekturassistenten.

Der Assistent erfasst die tatsächlichen Markierpositionen und berechnet daraus die erforderlichen Korrekturwerte für die Galvo-Linse.

3.1.1 Schritt 1: Vorbereitung

1. Messwerkzeuge: Bereiten Sie einen digitalen Messschieber oder ein Stahllineal vor.

2. Markiermaterial: Verwenden Sie ein Material mit hohem Kontrast. Für Faserlaser eignet sich beispielsweise schwarzes Konstruktionspapier, während weißes Papier gut für CO₂-Laser geeignet ist.

3. Gerätekonfiguration: Stellen Sie sicher, dass der Laser korrekt angeschlossen ist und in den Geräteeinstellungen der passende Lasertyp und – sofern zutreffend – der entsprechende Fasertyp ausgewählt wurde.

4. Fokus überprüfen: Stellen Sie sicher, dass der Laser vor Beginn der Kalibrierung korrekt fokussiert ist.

3.1.2 Schritt 2: 9-Punkt-Korrektur öffnen

Navigieren Sie in LightBurn zu:

Laserwerkzeuge → Galvo-Linse kalibrieren → 9-Punkt-Korrektur (Einfach)

3.1.3 Schritt 3: Feldgröße und Testbereich einstellen

LightBurn übernimmt automatisch die Abmessungen des Arbeitsbereichs für die aktuell ausgewählte Linse. Überprüfen Sie, ob diese Werte korrekt sind, und stellen Sie anschließend die Testbereichsgröße auf 100 % des Arbeitsbereichs ein. Wenn der Arbeitsbereich beispielsweise 110 mm × 110 mm beträgt, geben Sie 110 mm ein.

Wenn das zu markierende Material kleiner als der Arbeitsbereich ist, reduzieren Sie die Testbereichsgröße, sodass das gesamte Kalibrierungsmuster sicher auf das Material passt. Als praktische Richtlinie empfiehlt es sich, etwa 95 % der kürzeren Abmessung des Materials zu verwenden. Bei einem Materialstück mit 90 mm × 70 mm wäre beispielsweise eine Testbereichsgröße von 65 mm × 65 mm geeignet.

3.1.4 Schritt 4: Laserparameter einstellen

Stellen Sie geeignete Werte für Leistung, Geschwindigkeit, Frequenz und weitere Markierparameter entsprechend Ihrem Laser und dem verwendeten Material ein.

Das Testmuster muss deutlich sichtbar sein und einen ausreichenden Kontrast für eine präzise Messung aufweisen.

Wenn Sie sich bei den Einstellungen unsicher sind, empfiehlt LightBurn, zunächst einen Materialtest durchzuführen oder den Laserhersteller nach geeigneten Markierparametern zu fragen.

Verwenden Sie anschließend die Funktion Rahmen, um zu überprüfen, ob der Testbereich vollständig innerhalb des verfügbaren Arbeitsbereichs liegt.

Klicken Sie danach auf Start, um das Kalibrierungsmuster zu markieren.

3.1.5 Schritt 5: Die richtige Ausrichtung auswählen

Vergleichen Sie nach dem Markieren das tatsächliche Ergebnis mit den in LightBurn angezeigten Beispielen zur Ausrichtung.

Wählen Sie den LightBurn-Drachen aus, dessen Ausrichtung exakt mit dem von Ihrem Laser erzeugten Muster übereinstimmt.

Nur eine Ausrichtung sollte mit dem tatsächlichen Ergebnis übereinstimmen. Achten Sie daher darauf, diesen Schritt korrekt auszuführen.

3.1.6 Schritt 6: Messwerte erfassen und eingeben

Messen Sie mit einem digitalen Messschieber oder Lineal die von LightBurn angegebenen Abstände.

Geben Sie zunächst die horizontalen Messwerte (X) ein.

Anschließend geben Sie die vertikalen Messwerte (Y) ein.

Messen Sie so präzise wie möglich. Die Qualität der abschließenden Linsenkorrektur hängt direkt von der Genauigkeit dieser Messwerte ab.

3.1.7 Schritt 7: Kalibrierung abschließen

Nachdem alle Messwerte eingegeben wurden, berechnet LightBurn automatisch die entsprechenden Korrekturwerte für das Galvo-System.

Überprüfen Sie die Ergebnisse und klicken Sie auf Fertig, um die Korrekturen auf die Geräteeinstellungen anzuwenden.

3.2 Methode 2: Manuelle Feinabstimmung

Nach der 9-Punkt-Korrektur können weiterhin geringfügige Abweichungen bei den Abmessungen oder der Geometrie auftreten.

In diesem Fall können Sie die X/Y-Skalierung und die Korrekturparameter für Wölbung, Neigung und Trapezoid manuell feinjustieren.

3.2.1 Skalierung kalibrieren

Zeichnen Sie in LightBurn eine horizontale Linie mit 100 mm und eine vertikale Linie mit 100 mm oder erstellen Sie ein 100 × 100 mm großes Quadrat.

Markieren Sie das Design und messen Sie anschließend die tatsächlichen X- und Y-Abmessungen.

Verwenden Sie anschließend Achse kalibrieren, um für jede Achse die Sollgröße und die gemessene Größe einzugeben.

3.2.2 Wölbung feinjustieren

Überprüfen Sie, ob alle vier Seiten des Quadrats gerade verlaufen.

Wenn die Linien nach innen oder außen gekrümmt sind, verändern Sie den Wert für Wölbung geringfügig und führen Sie einen erneuten Test durch.

3.2.3 Trapezoid feinjustieren

Messen Sie die obere und untere Kante des Testquadrats.

Wenn die beiden Längen voneinander abweichen, verändern Sie den Wert für Trapezoid geringfügig und wiederholen Sie den Test.

3.2.4 Neigung feinjustieren

Überprüfen Sie die Ecken mit einem Anschlagwinkel oder vergleichen Sie die beiden Diagonalen.

Passen Sie den Wert für Neigung an, bis die Ecken korrekt ausgerichtet sind und die beiden Diagonalen ungefähr gleich lang sind.

3.2.5 Rotpunkt-Vorschau feinjustieren (falls erforderlich)

Wenn eine Abweichung zwischen der tatsächlichen Markierposition und der Position des Rotpunkts besteht, öffnen Sie die Geräteeinstellungen und suchen Sie den Bereich Rotpunkt.

Passen Sie dort den Versatz X/Y und den Maßstab X/Y an, bis die Rotpunkt-Vorschau mit der tatsächlichen Markierposition übereinstimmt.

Häufig gestellte Fragen

Warum ist meine Grafik nach der 9-Punkt-Korrektur immer noch ungenau?

Überprüfen Sie die folgenden Punkte in dieser Reihenfolge:

1. Ist die Linse korrekt fokussiert?

2. Entspricht die Feldgröße der installierten Linse?

3. Wurde während der Kalibrierung die richtige Ausrichtung ausgewählt?

4. Sind die horizontalen und vertikalen Messwerte korrekt?

5. Wurde nach der 9-Punkt-Korrektur eine X/Y-Achsenkalibrierung durchgeführt?

6. Entspricht die aktuelle LightBurn-Gerätekonfiguration der tatsächlich installierten Linse?

7. Tritt die Verzerrung im gesamten Markierfeld oder hauptsächlich an den Rändern auf?

Bei geringfügigen Abweichungen können Sie die entsprechenden Parameter manuell feinjustieren.

Bei starken Verzerrungen am Rand sollten Sie zunächst Feldgröße, Fokus und Linsenkalibrierungsdaten überprüfen, bevor Sie größere Änderungen an Wölbung, Neigung oder Trapezoid vornehmen.

Muss ich nach dem Austausch der Linse neu kalibrieren?

Ja.

Unterschiedliche F-Theta-Linsen können unterschiedliche Brennweiten, Feldgrößen und Verzerrungseigenschaften aufweisen.

Nach einem Linsenaustausch sollten Sie daher Fokus, Feldgröße, Linsenkorrekturwerte und X/Y-Skalierung erneut überprüfen.

LightBurn empfiehlt, für jede Linse eine separate Gerätekonfiguration zu erstellen.

Eine praktische Vorgehensweise besteht darin, das vorhandene Geräteprofil zu duplizieren, eindeutig zu benennen und anschließend die neue Linse mit dieser Konfiguration zu kalibrieren. So bleiben die Einstellungen der ursprünglichen Linse erhalten.

Beeinflussen sich Skalierung und die Korrekturparameter gegenseitig?

Sie erfüllen unterschiedliche Aufgaben, das endgültige Markierergebnis kann jedoch durch mehrere Einstellungen gleichzeitig beeinflusst werden.

Die Skalierung passt die gesamte Ausgabegröße einer Achse an, während Wölbung, Neigung und Trapezoid unterschiedliche Arten geometrischer Verzerrungen korrigieren.

Eine falsch eingestellte Feldgröße kann beispielsweise sowohl zu Maßabweichungen als auch zu starken Verzerrungen am Rand führen.

Eine sinnvolle Kalibrierungsreihenfolge ist:

1. Fokus und Feldgröße überprüfen.

2. 9-Punkt-Korrektur durchführen.

3. X- und Y-Achsenskalierung kalibrieren.

4. Wölbung, Trapezoid und Neigung überprüfen.

5. Das Ergebnis sowohl im Zentrum als auch am Rand des Arbeitsbereichs kontrollieren.

Überprüfen Sie nach jeder Änderung erneut das Gesamtergebnis, anstatt davon auszugehen, dass ein Parameter keinen Einfluss auf andere Einstellungen hat.

Wie kann ich feststellen, ob die Kalibrierung erfolgreich war?

Überprüfen Sie das Ergebnis aus drei verschiedenen Perspektiven.

 ● Maßprüfung

Markieren Sie ein Quadrat mit bekannten Abmessungen und messen Sie anschließend die tatsächlichen X- und Y-Abmessungen.

● Formprüfung

Überprüfen Sie:

1. ob alle vier Seiten gerade sind,

2. ob die vier Ecken möglichst nahe bei 90° liegen,

3. ob entsprechende Kanten gleich lang sind,

4. ob die beiden Diagonalen ungefähr gleich lang sind.

● Positionsprüfung

Platzieren Sie identische Testquadrate in der Mitte sowie nahe den vier Ecken des Arbeitsbereichs.

Vergleichen Sie deren Abmessungen und Formen an den verschiedenen Positionen.

Eine gute Kalibrierung sollte über den gesamten praktischen Arbeitsbereich der Linse hinweg konsistente Abmessungen und eine gleichmäßige Geometrie gewährleisten – nicht nur im Zentrum.

Zusammenfassung

Die Kalibrierung einer Galvo-Linse erfordert etwas Geduld, kann jedoch einen deutlichen Unterschied bei der Markiergenauigkeit bewirken.

Das Ziel besteht nicht lediglich darin, ein einzelnes Testquadrat korrekt aussehen zu lassen. Ein ordnungsgemäß kalibriertes Galvo-System sollte präzise Abmessungen, gerade Kanten, korrekte Winkel und konsistente Ergebnisse über den gesamten Arbeitsbereich liefern.

Durch die richtige Verwendung von Wölbung, Neigung und Trapezoid sowie der 9-Punkt-Korrektur und der X/Y-Achsenkalibrierung in LightBurn lässt sich das tatsächliche Markierergebnis deutlich besser an das im LightBurn-Arbeitsbereich dargestellte Design anpassen.

Die wichtigsten Punkte auf einen Blick

✅ Verwenden Sie nach Möglichkeit die vom Geräte- oder Linsenhersteller bereitgestellte Kalibrierungsdatei.

✅ Überprüfen Sie Fokus und Feldgröße, bevor Sie mit der Kalibrierung beginnen.

✅ Verwenden Sie für die 9-Punkt-Korrektur einen möglichst großen Testbereich, der einen wesentlichen Teil des verfügbaren Arbeitsbereichs abdeckt.

✅ Führen Sie nach der 9-Punkt-Korrektur eine X/Y-Achsenkalibrierung durch, um die tatsächlichen Abmessungen fein abzustimmen.

✅ Ändern Sie immer nur einen Parameter gleichzeitig und dokumentieren Sie die Änderungen.

✅ Überprüfen Sie die Kalibrierung sowohl im Zentrum als auch an den Rändern des Arbeitsbereichs.

✅ Wenn starke Verzerrungen ausschließlich am Rand auftreten, überprüfen Sie zunächst die Feldgröße, bevor Sie größere Änderungen an der Wölbung vornehmen.

✅ Nach einem Linsenaustausch sollten Fokus, Feldgröße, Linsenkorrektur und X/Y-Skalierung erneut überprüft werden. Idealerweise verwenden Sie für jede Linse ein separates LightBurn-Geräteprofil.

Offizielle Referenz:

Galvo-Linsenkalibrierung

Linsenkorrektur