JP6802234B2 - レーザ発振器の監視制御システム - Google Patents

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Description

本発明は、レーザ発振器の監視制御システムに関する。
従来、エネルギー変換効率が高く、高出力化でき、保守が容易などの多くの利点を有するため、工作機械などにファイバレーザ発振器（レーザ発振器）が多用されている。
この種のレーザ発振器Ａは、例えば、図５に示すように、電源１と、レーザ媒質としての光ファイバ、励起源、共振ミラーを備えたレーザキャビティ（ＬＣ）２と、レーザキャビティ２からレーザを導光する複数の光ファイバを一本のフィードファイバ３に融接して大出力のレーザにするビームコンバイナ４と、ビームコンバイナ４から導光したレーザビームをプロセスファイバ５を通じて加工ヘッド６に導光するファイバ径変換用のカプラ７、又は複数の加工ヘッド６へのレーザビーム分配用のビーム分配器８とを備えて構成されている。
また、工作機械などのファイバレーザ発振器Ａでは、電源１の電流値、レーザキャビティ２内のパワー、ビームコンバイナ４内のパワーを検出し、ＣＮＣ（コンピュータ数値制御装置）９が、指令値通りに各装置ユニットが動作しているか否かを監視し、制御を行っている（例えば、特許文献１参照）。さらに、カプラ７やビーム分配器８のプロセスファイバ５の入力端面にレーザを入射させる部位では、図６に示すように、フォトダイオード（ＰＤ）１０で散乱光強度をモニタし、異常を検知するとともにレーザ発振の停止などの制御を行うようにしている。なお、図６において、符号１１、１２はレンズである。
特表２００５−１６１３６１号公報
一方、周知の通り、光ファイバ（５）は、図７に示すように、軸芯のコア１３とクラッド１４と被覆１５の３重構造で形成されている。カプラ７やビーム分配器８のプロセスファイバ５の入力端面にレーザを入射させる部位では、焦点をレンズ１２（１１）で合わせ、レーザをファイバの入力端面のコア１３に出射する。
そして、このようなカプラ７やビーム分配器８のファイバ端面にレーザを入射させる部位では、図５から図７に示すように、フォトダイオード１０で散乱光強度を検出し、異常な散乱光強度が検出されるとともに、ＣＮＣ９がレーザ発振を停止する制御を行うようにしている。
具体的に、図７に示すように、ファイバ端面に、例えば、ほこりや水滴（結露）の付着、乾燥による汚れ、傷などの異常があると、フォトダイオード１０で検出する散乱光強度が上がる。また、光軸がずれている場合には、散乱光強度が下がる。
なお、ビーム分配器８のミラーに汚れや傷などの異常がある場合にも、同様に、散乱光強度が上がり、クリーニング等が必要であることが分かる。
このため、カプラ７やビーム分配器８のファイバ端面にレーザを入射させる部位では、フォトダイオード１０で散乱光強度を検出し、図８に示すように、予め設定した上限の閾値（アラーム閾値）よりも大きい散乱光強度が検出された場合に、ファイバ端面に汚れや傷があると判断し、アラーム（警告）を出力するとともにレーザ発振の停止制御を行うようにしている。
しかしながら、従来手法では、ファイバ端面に汚れや傷が生じている場合であっても、指令通りの定格出力のレーザが出射され、この状態での散乱光強度が上限のアラーム閾値の範囲から外れた場合に異常と判断し、レーザ照射の停止制御を行うようにしている。このため、ファイバ端面に、ほこりなどによって汚れが生じている状態であっても、指令値の定格出力のレーザがファイバ端面に入力されるため、ほこりなどが燃焼し、ファイバ端面が破損（損傷）するおそれがあった。
光軸がずれている状態においても、定格出力のレーザが照射されるため、加工ヘッドから所定強度のレーザが出射されないだけでなく、予期せぬ部位（部品）にレーザが照射されて破損（損傷）し、大きな被害が発生するおそれがある。
すなわち、従来手法では、ファイバ端面などの部品の破損レベルに対してアラーム閾値を決めるため、レーザの低出力状態で異常を検知することができない。これにより、異常を検知してレーザ照射を停止制御しても、部品に破損が生じている可能性がある。
なお、図８に示すように、従来手法では、光軸がずれて散乱光が小さくなると、アラームレベルであるにもかかわらず、散乱光を検出できないケースがある。また、ファイバ端面に汚れがあっても、レーザが低出力の状態ではこれを検出することができず、異常を検知できないケースがあった。
他方、散乱光強度を検出するフォトダイオード１０は、それ自体の特性のバラツキ、実装位置の微小な違い（微小な角度、位置の違い）などによって散乱光強度の検出値が変わる。このため、実装後に強度調整や校正を行うことが必要であり、強度調整や校正を行うレーザ発振器の出荷時や保守・交換時、あるいはレーザ発振器の製造時に多大な手間と労力を要する。よって、レーザ発振器の強度調整や校正を行う手間を軽減できる手法の開発が強く望まれていた。
本発明は、上記事情に鑑み、光ファイバ等の部品の破損（損傷）を未然に防止でき、また、レーザ発振器の出荷時や保守・交換時、製造時等の強度調整、校正を効率的に行うことを可能にするレーザ発振器の監視制御システムを提供することを目的とする。
本発明者は、光ファイバ等の部品の破損を未然に防止でき、また、レーザ発振器の出荷時や保守・交換時、製造時等の強度調整、校正を効率的に行うことを可能にする手段を見出し、本発明を完成するに至った。
（１）本発明は、ファイバレーザ発振器（例えば、後述のレーザ発振器Ａ）のプロセスファイバ（例えば、後述のプロセスファイバ５）の入力端面での散乱光強度を検出する散乱光検出部（例えば、後述の散乱光検出部２０、フォトダイオード１０）と、コンピュータ数値制御装置（例えば、後述のＣＮＣ９）からのレーザ出力指令値、及び前記散乱光検出部の検出結果に基づいてレーザ出力値を制御する制御部（例えば、後述の制御部２１）と、正常時の前記レーザ出力指令値と前記散乱光強度との関係を示す正常指標値（例えば、後述の正常指標値Ｓ１）を求める正常散乱光算出部（例えば、後述の正常散乱光算出部２２）と、汚れ及び／又は傷に起因した異常時の前記レーザ出力指令値と前記散乱光強度との関係を示す第一の閾値（例えば、後述の第一の閾値Ｓ２）を設定する第一の閾値設定部（例えば、後述の第一の閾値設定部２３）と、光軸ずれに起因した異常時の前記レーザ出力指令値と前記散乱光強度との関係を示す第二の閾値（例えば、後述の第二の閾値Ｓ３）を設定する第二の閾値設定部（例えば、後述の第二の閾値設定部２４）と、部品が破損するレベルの異常時の前記散乱光強度を示す第三の閾値（例えば、後述の第三の閾値Ｓ４）を設定する第三の閾値設定部（例えば、後述の第三の閾値設定部２５）と、を備え、前記制御部が、前記散乱光検出部で検出した前記散乱光強度と、前記第一の閾値、前記第二の閾値、前記第三の閾値とに基づいてレーザ出力値を制御するように構成されていることを特徴とする。
（２）本発明は、上記（１）において、前記第一の閾値を上回る前記散乱光強度が検出された場合と、前記第二の閾値を下回る前記散乱光強度が検出された場合と、前記第三の閾値に達する前記散乱光強度が検出された場合に、それぞれ警告を発する警告部（例えば、後述の警告部２６）を備えてもよい。
（３）本発明は、上記（１）、（２）において、前記第一の閾値設定部は、前記正常指標値の前記散乱光強度に、第１の正の定数である散乱光強度値を加えて前記第一の閾値を設定し、前記第二の閾値設定部は、前記正常指標値の前記散乱光強度に、第２の正の定数である散乱光強度値を差し引いて前記第二の閾値を設定してもよい。
（４）本発明は、上記（１）、（２）において、前記レーザ出力指令値と前記散乱光強度との関係において、前記正常指標値の前記散乱光強度をＳ（ＰＣ）、レーザ出力指令値をＰＣとし、ａ１、ａ２、ｂ１、ｂ２を正の定数としたとき、前記第一の閾値設定部は、前記第一の閾値をＳ（ＰＣ）＋（ａ１×Ｓ（ＰＣ）＋ｂ１）として設定し、前記第二の閾値設定部は、前記第二の閾値をＳ（ＰＣ）−（ａ２×Ｓ（ＰＣ）＋ｂ２）として設定してもよい。
（５）本発明は、上記（１）から（４）のいずれかにおいて、前記レーザ出力指令値と前記散乱光強度との関係において、前記第一の閾値に達するときの前記散乱光強度をＳ（ＰＣＦ）、前記第一の閾値に達するときのレーザ出力指令値をＰＣＦとしたとき、前記散乱光強度が前記第一の閾値を超えた場合に、ウォーニングとともに、最大レーザ出力指令値のクランプ指令値Ｍ１を、ＰＣＦ×（前記第三の閾値／Ｓ（ＰＣＦ））で求まるクランプ指令値Ｍ２に引き下げて設定するレーザ出力抑制部を備えてもよい。
（６）本発明は、上記（１）から（５）のいずれかにおいて、前記レーザ出力指令値と前記散乱光強度との関係において、定格の最大レーザ出力指令値（ＰＣＭ）での前記第一の閾値と一致するように、前記第三の閾値が設定されていてもよい。
（７）本発明は、上記（５）、（６）において、前記クランプ指令値Ｍ１が定格の最大レーザ出力指令値（ＰＣＭ）で設定されていてもよい。
本発明によれば、光ファイバ等の部品の破損を未然に防止でき、また、レーザ発振器の出荷時や保守・交換時、製造時等の強度調整、校正を効率的に行うことが可能になる。
本発明の一実施形態に係るレーザ発振器、及びレーザ発振器の監視制御システムを示す図である。 本発明の一実施形態に係るレーザ発振器の監視制御システムによって設定した第一の閾値、第二の閾値、第三の閾値を示す図である。 本発明の一実施形態に係るレーザ発振器の監視制御システムによって設定した第一の閾値、第二の閾値、第三の閾値を示す図である。 図３の第一の閾値、第二の閾値の設定方法の説明で用いた図である。 レーザ発振器を示す図である。 カプラで接続されたプロセスファイバの端面からの散乱光をフォトダイオードで検出する状況を示す図である。 正常時、汚れ付着等の異常時、光軸ずれの異常時におけるプロセスファイバの端面からの散乱光の状況を示す図である。 従来のレーザ発振器の散乱光強度の監視制御方法の説明で用いた図である。
以下、図１から図４を参照し、本発明の一実施形態に係るレーザ発振器の監視制御システムについて説明する。
はじめに、本実施形態のレーザ発振器Ａは、ファイバレーザ発振器であり、例えば、図１に示すように、電源１と、電源１から電力が供給されるとともにレーザを発振させるレーザ媒質としての光ファイバ、半導体レーザなどの励起源、共振ミラーを備えたレーザキャビティ（ＬＣ）２と、レーザキャビティ２からレーザを導光する複数の光ファイバを一本のフィードファイバ３に融接して大出力のレーザにするビームコンバイナ４と、ビームコンバイナ４から導光したレーザビームをプロセスファイバ５を通じて加工ヘッド６に導光するファイバ径変換用のカプラ７、又はレーザビーム分配用のビーム分配器８とを備えて構成されている。
また、本実施形態のレーザ発振器Ａは、電源１の電流値、レーザキャビティ２内のパワー、ビームコンバイナ４内のパワーを検知し、ＣＮＣ（コンピュータ数値制御装置）９からの指令値通りに各装置ユニットが動作しているか否かを監視するとともに、カプラ７やビーム分配器８のファイバ端面（プロセスファイバ５の入力端面）にレーザを入射させる部位において、フォトダイオード（ＰＤ）１０で散乱光強度をモニタするなどし、異常を検知するレーザ発振器の監視制御システムＢを備えている。
レーザ発振器の監視制御システムＢは、カプラ７やビーム分配器８からプロセスファイバ５に導光されるレーザ値を直接的あるいは間接的に検出する散乱光検出部２０と、ＣＮＣ９からのレーザ出力指令値に基づいてレーザ出力値を制御するとともに、散乱光検出部２０の検出結果に基づいてレーザ出力の停止制御などを行う制御部２１とを備えている。
本実施形態の散乱光検出部２０は、フォトダイオード１０であり、カプラ７やビーム分配器８のファイバ端面にレーザを入射させる部位で散乱光（散乱光強度）を検出する。言い換えると、フォトダイオード１０の散乱光検出部２０は、間接的にカプラ７やビーム分配器８からプロセスファイバ５に導光されるレーザ値を検出する。
なお、本実施形態のように、散乱光検出部２０としてフォトダイオードを用いる場合には、従来から光軸のアライメントを行うために具備されているフォトダイオード１０を、散乱光検出部２０として兼用することができる。また、本実施形態では、ＣＮＣ９をレーザ発振器の監視制御システムＢの制御部２１として兼用している。
また、レーザ発振器の監視制御システムＢは、ＣＮＣ９によるレーザ出力指令（レーザ出力指令値）に対する正常な散乱光強度を求める正常散乱光算出部２２と、ＣＮＣ９によるレーザ出力指令に応じて、散乱光強度の上限値の第一の閾値を設定する第一の閾値設定部２３と、ＣＮＣ９によるレーザ出力指令値に応じて、散乱光強度の下限値の第二の閾値を設定する第二の閾値設定部２４と、いずれのレーザ出力でも超えてはならないレベルである散乱光強度のアラーム値の第三の閾値を設定する第三の閾値設定部２５と、散乱光強度が第一の閾値を超えた場合、第二の閾値を下回った場合、第三の閾値に達した場合に警告を発する警告部２６とを備えている。
さらに、レーザ発振器の監視制御システムＢは、第一の閾値を上回る散乱光強度が検出されるとともに、ＣＮＣ９によるレーザ出力指令（最大レーザ出力指令値、その他、周波数、デューティ指令などを含んでもよい。）よりも低いレーザ出力にレーザ最大出力を強制的に抑え、散乱光強度が第三の閾値を超えないようにレーザ出力を保持（クランプ）するレーザ出力抑制部２７を備えている。
なお、正常散乱光算出部２２、第一の閾値設定部２３、第二の閾値設定部２４、第三の閾値設定部２５、レーザ出力抑制部２７は、制御部２１（本実施形態ではＣＮＣ９）に具備されていてもよい。
本実施形態のレーザ発振器の監視制御システムＢでレーザ発振器Ａを監視制御する際には、例えば、フォトダイオード１０の散乱光検出部２０と、正常散乱光算出部２２とによって、ＣＮＣ９のレーザ出力指令に対する正常な散乱光を自動で測定し、図２に示すように、正常なレーザ出力指令と散乱光強度の関係の正常指標値（標準散乱光強度）Ｓ１を求める。
次に、図２（及び図１）に示すように、第一の閾値設定部２３によって、正常散乱光算出部２２で求めた正常なレーザ出力指令と散乱光強度の関係の正常指標値Ｓ１に対し、所定の散乱光の値（第１の正の定数である散乱光強度値）を加えた第一の閾値Ｓ２を定める。この第一の閾値Ｓ２は、ファイバ端面やビーム分配器８のミラーなどの汚れや傷があり、クリーニング等のメンテナンスが必要なレベルとする。
第二の閾値設定部２４によって、正常散乱光算出部２２で求めた正常なレーザ出力指令と散乱光強度の関係の正常指標値Ｓ１に対し、所定の散乱光の値（第２の正の定数である散乱光強度値）を差し引いた第二の閾値Ｓ３を定める。この第二の閾値Ｓ３は、光軸ずれによりアライメントが必要なレベルの値とする。
第三の閾値設定部２５によって、光ファイバの端面などの部品の破損（損傷）レベルから求まる固定値の第三の閾値Ｓ４を、正常な散乱光を測定した値を校正して定める。この第三の閾値Ｓ４は、いずれのレーザ出力でも超えてはならないレベル、例えば、ファイバなどが破損するレベルの値とする。
また、本実施形態のレーザ発振器の監視制御システムＢでは、制御部２１が、レーザ発振器Ａの工場出荷時、保守・交換時、製造時などに、ＣＮＣ９からのレーザ出力指令に応じて散乱光強度の正常指標値Ｓ１と、第一の閾値Ｓ２、第二の閾値Ｓ３、第三の閾値Ｓ４のアラーム閾値とを自動設定する。
このように、第一の閾値Ｓ２、第二の閾値Ｓ３、第三の閾値Ｓ４の３つのアラーム閾値を設定することにより、あるレーザ出力指令値で散乱光強度が第一の閾値Ｓ１を超えたとき、これが警告部２６からアラーム（警告）として発せられ、ユーザがファイバ端面やミラーに汚れ、傷が生じていると判断でき、クリーニング等が必要な状態であると認識できる。
すなわち、ファイバ端面やミラーに汚れ、傷が生じている場合に、指令値の定格出力のレーザがファイバ端面に照射される前に、第一の閾値Ｓ２を超える散乱光強度が検出される。
これにより、本実施形態のレーザ発振器の監視制御システムＢにおいては、第一の閾値Ｓ２を設定することによって、ファイバ端面のほこりなどが燃焼してファイバ端面に破損（損傷）が生じる前にこれを検知でき、汚れなどに起因して部品に破損が生じることを防止できる。
また、第一の閾値Ｓ２を超えた段階では、直ちに部品が破損に至るリスクは低いため、アラーム停止せずにオペレータにクリーニング、アライメント調整等の必要性を認知させて促すことができ、レーザ加工のダウンタイムを低減することも可能になる。
次に、散乱光強度の検出値が第二の閾値Ｓ３を下回った場合には、光軸ずれが生じており、これが警告部２６で警告され、アライメントが必要な状態であると判断できる。このように第二の閾値Ｓ３を下回った場合には、レーザ光の照射箇所が不明となっているため、レーザ発振器Ａを即座にアラーム停止する。
これにより、本実施形態のレーザ発振器の監視制御システムＢにおいては、第二の閾値Ｓ３を設定することによって、定格出力のレーザが照射される前に、光軸がずれていることを検知でき、予期せぬ部位（部品）にレーザが照射されて大きな被害が生じることなどを防止できる。
次に、散乱光強度の検出値が第三の閾値Ｓ４を超えた場合には、これが警告部２６で警告される。第三の閾値Ｓ４は超えてはならないアラームレベルであるため、レーザ発振器Ａを即座にアラーム停止する。
ここで、本実施形態のレーザ発振器の監視制御システムＢにおいては、レーザ出力抑制部２７を備えている。このため、第一の閾値Ｓ２を超えた段階で、必要に応じ、レーザ出力抑制部２７によって、ＣＮＣ９（制御部２１）がレーザ出力指令、周波数やデューティ指令を、散乱光強度が第三の閾値Ｓ４を超えないように強制的に低く抑えて保持（クランプ）する制御を行う。
すなわち、図２に示すように、本実施形態では、レーザ出力指令値と散乱光強度との関係において、第一の閾値Ｓ２に達するときの散乱光強度をＳ（ＰＣＦ）、第一の閾値Ｓ２に達するときのレーザ出力指令値をＰＣＦとしたとき、あるレーザ出力指令値で散乱光強度が第一の閾値Ｓ２を超えた場合に、ウォーニングとともに、最大レーザ出力指令をＰＣＦ×（第三の閾値／Ｓ（ＰＣＦ））に設定し、最大レーザ出力指令値のクランプ指令値Ｍ１をクランプ指令値Ｍ２に引き下げる制御を行う。
これにより、本実施形態のレーザ発振器の監視制御システムＢでは、レーザ出力抑制部２７を備えることで、レーザ発振器Ａが出力指令のクランプＭ２の範囲内で出力制御されることになり、部品の破損を確実に防止しつつレーザ加工を安全に継続することが可能になる。よって、レーザ発振器Ａの不要な停止制御を回避することができ、レーザ加工のダウンタイムをさらに低減することが可能になる。
ここで、レーザ出力、ひいてはレーザ出力指令値は、小さいほど変動が小さくなる。
このため、図３及び図４に示すように、第一の閾値Ｓ２と第二の閾値Ｓ３は、ａ×レーザ出力指令＋ｂとして定めてもよい。すなわち、標準散乱光強度（標準指令値）：Ｓ（ＰＣ）を初期状態で求め、△Ｓａ（ＰＣ）＝Ｓ（ＰＣ）＋（ａ１×ＰＣ＋ｂ１）、△Ｓｂ（ＰＣ）＝Ｓ（ＰＣ）−（ａ２×ＰＣ＋ｂ２）、ａ１，ａ２≧０、ｂ１，ｂ２≧０として、第一の閾値Ｓ２と第二の閾値Ｓ３をそれぞれ設定してもよい。
このように、図３及び図４に示すように第一の閾値Ｓ２と第二の閾値Ｓ３を設定した場合には、図２に示した正常指標値Ｓ１に対し、ある一定量の散乱光強度を加えて第一の閾値Ｓ２を設定したり、ある一定量の散乱光強度を差し引いて第二の閾値Ｓ３を設定する場合よりも、高精度でレーザ発振器Ａの監視制御を行うことが可能になる。
また、レーザ出力（レーザ出力指令値）が小さいほどその変動、ひいては散乱光強度の変動が小さくなるため、図３に示すように、レーザ出力が小さい領域Ｒでは、第一の閾値Ｓ２を一定値にすることが好ましい。このように第一の閾値Ｓ２を一定値にすることで、ノイズの影響によって散乱光強度がアラーム閾値の第一の閾値Ｓ２を超えてしまうことを防止でき、より一層、好適にレーザ発振器Ａの監視制御を行うことが可能になる。
したがって、本実施形態のレーザ発振器の監視制御システムＢによれば、第一の閾値Ｓ２、第二の閾値Ｓ３、第三の閾値Ｓ４を設定して散乱光強度の監視／制御を行うことにより、クリーニングやアライメントの必要性など、軽微な状態と、部品破損に至る重大な状態を切り分け、ダウンタイムを最小限に抑えつつ、部品の破損を未然に防止することが可能になる。
また、本実施形態のレーザ発振器の監視制御システムＢにおいては、工場出荷時、ユニット交換時（及び製造時）に、ＣＮＣ９（制御部２１）が自動でキャリブレーションすることが可能になる。
すなわち、制御部２１、散乱光検出部２０（フォトダイオード１０）、正常散乱光算出部２２、第一の閾値設定部２３、第二の閾値設定部２４、第三の閾値設定部２５を備えることで、散乱光検出部２０のフォトダイオード１０の特性のバラツキ、実装位置の微小な違いに合わせて、正常指標値Ｓ１、第一の閾値Ｓ２、第二の閾値Ｓ３、第三の閾値Ｓ４を自動で設定でき、従来のように多大な手間と労力を要することなく、強度調整、校正を効率的に行うことが可能になる。
また、本実施形態のように、従来から光軸のアライメントを行うために具備されているフォトダイオード１０を散乱光検出部２０として兼用することによって、監視、制御を高精度で行うことが可能になるとともに、経済性に優れたレーザ発振器の監視制御システムＢを実現することができる。
以上、本発明に係るレーザ発振器の監視制御システムの一実施形態について説明したが、本発明は上記の一実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、図２に示すように、レーザ出力指令値と散乱光強度との関係において、定格の最大レーザ出力指令値（ＰＣＭ）に対する第一の閾値Ｓ２と一致するように第三の閾値Ｓ４を設定してもよい。また、クランプ指令値Ｍ１が定格の最大レーザ出力指令値（ＰＣＭ）で設定されていてもよい。
上記のように設定を行えば、第三の閾値を超えることをなくすことができる。
１ 電源
２ レーザキャビティ（ＬＣ）
３ フィードファイバ
４ ビームコンバイナ
５ プロセスファイバ
６ 加工ヘッド
７ カプラ
８ ビーム分配器
９ ＣＮＣ（コンピュータ数値制御装置）
１０ フォトダイオード（散乱光検出部）
１１ レンズ
１２ レンズ
２０ 散乱光検出部
２１ 制御部
２２ 正常散乱光算出部
２３ 第一の閾値設定部
２４ 第二の閾値設定部
２５ 第三の閾値設定部
２６ 警告部
２７ レーザ出力抑制部
Ａ レーザ発振器（ファイバレーザ発振器）
Ｂ レーザ発振器の監視制御システム
Ｓ１ 正常指標値
Ｓ２ 第一の閾値
Ｓ３ 第二の閾値
Ｓ４ 第三の閾値

Claims (7)

  1. ファイバレーザ発振器のプロセスファイバの入力端面での散乱光強度を検出する散乱光検出部と、
    コンピュータ数値制御装置からのレーザ出力指令値、及び前記散乱光検出部の検出結果に基づいてレーザ出力値を制御する制御部と、
    正常時の前記レーザ出力指令値と前記散乱光強度との関係を示す正常指標値を求める正常散乱光算出部と、
    前記プロセスファイバの入力端面における汚れ及び／又は傷に起因した異常時の前記レーザ出力指令値と前記散乱光強度との関係を示す第一の閾値を前記正常指標値よりも大きい値に設定する第一の閾値設定部と、
    前記プロセスファイバの入力端面に向けて集光するレンズと前記プロセスファイバのコアとの光軸ずれに起因した異常時の前記レーザ出力指令値と前記散乱光強度との関係を示す第二の閾値を前記正常指標値よりも小さい値に設定する第二の閾値設定部と、
    部品が破損するレベルの異常時の前記散乱光強度を示す第三の閾値を前記第一の閾値以上の値に設定する第三の閾値設定部と、を備え、
    前記制御部が、前記散乱光検出部で検出した前記散乱光強度と、前記第一の閾値、前記第二の閾値、前記第三の閾値とに基づいてレーザ出力値を制御するように構成されている、レーザ発振器の監視制御システム。
  2. 前記第一の閾値を上回る前記散乱光強度が検出された場合と、前記第二の閾値を下回る前記散乱光強度が検出された場合と、前記第三の閾値に達する前記散乱光強度が検出された場合に、それぞれ警告を発する警告部を備える、請求項１に記載のレーザ発振器の監視制御システム。
  3. 前記第一の閾値設定部は、前記正常指標値の前記散乱光強度に、第１の正の定数である散乱光強度値を加えて前記第一の閾値を設定し、
    前記第二の閾値設定部は、前記正常指標値の前記散乱光強度に、第２の正の定数である散乱光強度値を差し引いて前記第二の閾値を設定する、請求項１または請求項２に記載のレーザ発振器の監視制御システム。
  4. 前記レーザ出力指令値と前記散乱光強度との関係において、前記正常指標値の前記散乱光強度をＳ（ＰＣ）、レーザ出力指令値をＰＣとし、ａ１、ａ２、ｂ１、ｂ２を正の定数としたとき、
    前記第一の閾値設定部は、前記第一の閾値をＳ（ＰＣ）＋（ａ１×Ｓ（ＰＣ）＋ｂ１）として設定し、
    前記第二の閾値設定部は、前記第二の閾値をＳ（ＰＣ）−（ａ２×Ｓ（ＰＣ）＋ｂ２）として設定する、請求項１または請求項２に記載のレーザ発振器の監視制御システム。
  5. 前記レーザ出力指令値と前記散乱光強度との関係において、前記第一の閾値に達するときの前記散乱光強度をＳ（ＰＣＦ）、前記第一の閾値に達するときのレーザ出力指令値をＰＣＦとしたとき、
    前記散乱光強度が前記第一の閾値を超えた場合に、警告を発するとともに、最大レーザ出力指令値のクランプ指令値Ｍ１を、ＰＣＦ×（前記第三の閾値／Ｓ（ＰＣＦ））で求まるクランプ指令値Ｍ２に引き下げて設定するレーザ出力抑制部を備える、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のレーザ発振器の監視制御システム。
  6. 前記レーザ出力指令値と前記散乱光強度との関係において、定格の最大レーザ出力指令値（ＰＣＭ）での前記第一の閾値と一致するように、前記第三の閾値が設定されている、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のレーザ発振器の監視制御システム。
  7. 前記クランプ指令値Ｍ１が定格の最大レーザ出力指令値（ＰＣＭ）で設定されている、請求項５または請求項６に記載のレーザ発振器の監視制御システム。
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