微喷带灌溉技术作为一种新型的节水灌溉技术,在国内得到了大力的推广。因激光打孔有着机械打孔无法比拟的优良孔壁质量,在国内得到了众多企业的好评。为响应企业对微喷带激光打孔的要求,设计了微喷带激光打孔机。基于激光打孔的基本原理,设计了微喷带激光打孔机的垂直进给机构,以带动激光扫描振镜和CO₂激光器到达激光扫描振镜的场镜焦平面位置;为实现微喷带在生产线方向的运动,设计了微喷带牵引机构,通过滚轮的摩擦力带动微喷带在生产线方向的运动;针对激光打孔过程中的易变形、调试繁琐和对中不便等问题,对原有的抻带机构进行结构优化设计,使得该机构的柔性化程度更高和通用性更强,该机构主要包括支撑机构、对中机构和防打透机构三部分。基于微喷带激光打孔机机械结构,对微喷带激光打孔机控制系统进行了设计研究。采用了工业触控一体机作为上位机、金橙子软件Ezcad2.0作为控制软件和SZ-B-V4数字控制卡作为下位机,采集伺服驱动器反馈的分频脉冲信号,实现对激光器的开与关和间接地对扫描振镜的光路控制功能,从而达到微喷带的动态在线打孔效果;采用信捷TG765-UT触摸屏作为上位机和信捷XD3-16T-E作为下位机,实现了对伺服电动机的运动控制与信息反馈。使用有限元软件ANSYS APDL建立了半径为0.7 mm与厚度为0.2 mm的有限元模型,对该模型施加了功率为85 W、扫描速度为40 mm/s和激光光束有效加热半径为0.15mm的高斯热源,并使用动态工作坐标系更换热源的作用中心位置和使用生死单元命令中的死命令模拟材料的汽化或分解掉的材料,得到了激光扫描的温度场变化云图。经过对仿真结果的分析,得出了激光功率和扫描速度对激光打孔孔径的影响规律。通过实验,验证了仿真的分析结果:微喷带孔径的大小与扫描速度呈负相关,与激光功率和离焦量的绝对值呈正相关。该微喷带激光打孔机可以更好地实现对通孔直径0.2至1 mm的打孔功能,在线打孔速度达到了70 m/min,极大地提高了打孔效率,为企业带来了巨大的经济收益,使得微喷带的应用更加的广泛。