[0001] 本发明属于人工智能和激光微纳制造技术领域，尤其涉及基于人工神经网络实时监测颜色可调的智能微型激光画笔。

[0002] 金属表面着色是常见的表面处理技术之一，它在装饰领域如珠宝首饰、艺术品等方面有着广泛的应用，也能起到提高金属的耐磨损、耐腐蚀等性能的作用。传统着色技术如喷漆、彩色搪瓷、阳极氧化、化学合成等会存在工艺复杂、耗时、污染和易褪色等缺点，这限制了金属着色技术的应用发展。相比较于传统着色方式，激光诱导金属表面着色技术具有非接触加工、加工精度高、效率高、颜色持久性强、绿色环保等优势，已成为产品装饰、防伪保护和光学加密等众多应用领域的研究热点。

[0003] 但是激光诱导金属表面着色是一种非线性、不稳定和多因素耦合的复杂的过程。在进行激光着色时，会存在颜色与预期设想不一致的情况，因此对于颜色的精准调控存在一定的难度。建立起相应的定量模型来描述激光诱导金属着色中获得的颜色与工艺参数之间的关系，将是解决激光诱导着色中加工颜色一致性的有效方法。此外，现有的激光着色整体装置系统存在体积大、重量大及功耗大等不足，难以满足各类工业应用中对小型化和轻量化的需求。因此，需要采用一种基于人工神经网络实时监测颜色可调的智能微型激光画笔，这种智能微型激光画笔既能实现对颜色的实时监测和调控，也能满足于对激光着色各类工业应用中对便携式、小型化和轻量化的需求。

[0012] 本发明由多个系统组成，实现智能打标操作。

[0013] 1)人工神经网络控制系统；

[0014] 所述微型电脑9中有人工神经网络系统，人工神经网络系统由人工神经网络算法通过控制接口来实现对光纤激光器7输出激光参数及扫描振镜5扫描路径及图案的操控。使用者可以通过打标软件设计好要加工的图案、文字或导入加工文件，随后对加工参数如激光功率及振镜扫描速度、扫描行间距等进行设置，随后开始打标即可，人工神经网络系统会对相应设置进行处理，自动将打标内容转换为控制信号传入控制接口来控制振镜、激光器完成相应的打标操作，再由摄像头6对已完成部分拍照，传入人工神经网络系统，对已打图案、颜色进行实时检测。

[0015] 2)扫描振镜系统；

[0016] 扫描振镜5是将反射镜片固定在两个高精度步进电机上来实现光束高精度定位的光学元件，扫描振镜主要由X及Y轴扫描镜和聚焦场镜组成。从光纤激光器7输出的准直激光束首先入射到X轴扫描镜上，其上的步进电机通过接收到电信号控制反射镜转动，从而使激光在X轴上扫描，同时，Y轴步进电机通过接收到的电信号控制Y轴反射镜是激光相应地在Y轴方向扫描。通过X轴、Y轴的配合转动即可实现激光在材料上打标出相应的内容。

[0017] 3)其他组件；

[0018] 整机供电电源选用锂电池8，并将其集成在了外壳2的箱体内，这样即使无需外部电源，也可以实现手持打标且使激光画笔体积更小，使打标应用场景更加多元化。准直器组件3的侧部安装一颗可拍照摄像头6，摄像头6与微型电脑9连接，由人工智能软件控制，可实现对颜色自动纠正。

[0019] 在外壳2的箱体中有锂电池8、微型电脑9、光纤激光器7；箱体连接光纤光导1，光纤激光器7连接准直器组件3。当微型画笔工作时，使用者先将需要画出的图形文件上传至微型电脑9中，随后人工智能系统根据文件中图形所需颜色确定激光打标时的能量，然后人工智能系统将设定好的参数传输到扫描振镜系统中，扫描振镜系统即可开始画图。在画图过程中，摄像头6会拍摄已经画完的部分，将照片传入微型电脑9中，微型电脑9中的人工智能系统会将照片与文件图形进行比对，在颜色不一致的地方自动进行纠正，解决加工颜色与预期不一致的问题。

[0020] 智能微型激光画笔内置锂电池作为供电电源，使得打标操作不受空间、地点等限制，对比于大型商用设备的打标，大大扩展了打标操作的灵活度，同时智能化控制可以减轻使用者操作负担，具有易于上手且加工效果准确度高的特点。本发明以其体积小，成本低，智能控制的特点，将具有巨大的商业价值及应用潜力有待挖掘，同时在国内智能制造热潮的背景下，将其进行智能化改进，将更有益于其走进千家万户，扩大其应用范围及市场影响力。