농업용 기계·식품 제조 장치에 최적인 모터란?

농업이나 식품제조의 현장에서는 음식의 안전성 확보와 인적 부족에 의한 생산 효율의 향상이 가장 중요한 과제 입니다.
농업 분야에서는 후계자 부족과 인손 부족에 따른 자동화가 시급합니다. 또한 식품 제조 분야에서는 HACCP 의무화에 의해 위생 관리의 철저가 요구되는 가운데 업무의 효율화를 위해 자동화 기술의 도입이 급속히 진행되고 있습니다.
이런 자동화의 핵심을 담당하는 것이 「제어용 모터」입니다. 안정된 동작 제어에 의해 포장이나 충전 공정에서의 편차를 억제하고, 장치 전체로서의 품질 향상에 공헌합니다. 또, 방수성을 갖춘 모터를 채용하는 것으로, 세정 장치와 같은 물이 걸리는 용도나 옥외 환경에서의 사용도 가능하게 됩니다.

이 기사에서는 대표적인 제어용 모터의 종류, 특성과 선정 포인트, 그리고 실제 도입 사례를 통해 제어용 모터 선정의 힌트를 제공합니다.

Training
모터의 기초 지식

모터 선정의 기초 지식

스테퍼 모터 선정

업계별 모터 선정의 기초 지식

제어용 모터의 종류와 선정 포인트
농업용 기계·식품 제조 장치에서의 모터 사용 예
- ・농업용 기계
- · 식품 제조 장비
산요전기 제어용 모터 제품 라인업
장치 설계의 과제를 어떻게 극복했는가? 성공 사례에 배우기

1. 제어용 모터의 종류와 선정 포인트

농업용 기계·식품 제조 장치에 사용되는 제어용 모터에는 다음과 같은 종류가 있습니다. 각각의 특성을 이해하고 장치에 최적인 선정을 실시하는 것이 중요합니다.

①스테핑 모터

오픈 루프 제어로 구조가 심플한 제어용 모터 입니다. 반복 동작이나 경부하 용도에 적합하고, 농업 기계나 식품 제조 장치에서는 포장 라인의 반송이나 충전 공정 등, 정상적인 위치 결정이 요구되는 장면에서 유효합니다. 서보 모터에 비해 저렴하고 비용 성능이 우수합니다. 한편, 위치 어긋남이나 탈조, 진동이라고 하는 과제가 있어, 제어 정밀도의 면에서는 서보 모터에 뒤떨어집니다.
농업용 기계나 식품 제조 장치는 비용면이나 간단하게 제어할 수 있으므로 가장 사용되는 제어용 모터입니다.

②서보 모터

위치·속도·토크를 고정밀도로 제어할 수 있는 모터 입니다.
고해상도의 엔코더를 이용한 클로즈드 루프 제어에 의해, 고정밀도의 위치 결정과 높은 응답성을 양립합니다. 농업용 기계에서는 정밀 파종이나 자동 수확 로봇, 식품 제조 장치에서는 로봇 암이나 얼라인먼트 기구 등 정밀 제어가 요구되는 공정에 최적입니다. 한편, 스테핑 모터에 비해 비싸고 제어 시스템이 다소 복잡해진다는 면도 있습니다.

③폐쇄 루프 스테퍼 모터

회전 중에는 폐쇄 루프 제어, 정지 중에는 오픈 루프 제어로 자동으로 전환되는 제어 방식으로 서보 모터와 스테핑 모터의 특징을 겸비한 제어용 모터 입니다.
스테핑 모터에 비해 탈조레스・저진동・저소음을 실현하고, 고신뢰・고정밀도로 서보모터에 가까운 부드러운 동작이 가능 합니다. 또, 서보 모터만큼의 고기능·고성능을 필요로 하지 않는 용도에서는, 보다 저렴한 시스템 구축이 가능합니다. 부하에 따라 전류를 최적으로 제어할 수 있기 때문에, 농업용 기계·식품 제조 장치에서는 점도가 있는 액체의 교반 등에 최적입니다.

모터 종류	정밀도	응답성	시스템 난이도	비용	사용 빈도
스테퍼 모터	중간	중간	낮음	낮음	다
서보 모터	높은	높은	높은	높은	작은
폐쇄 루프 스테퍼 모터	높은	높은	중간	중간	중간

모터 종류	장점	단점
스테퍼 모터	・제어가 간단 ・시스템의 간소화가 가능 · 저렴한 시스템 구축 가능 ・안정 정지가 가능	· 탈조하다 ・발열이 높음 · 진동
서보 모터	・탈조(위치 어긋남, 모터 정지)하지 않는다 ・저진동 ・저소음 ・고정밀도의 위치 결정이 가능 ・대용량까지 라인업 (큰 부하에서도 구동할 수 있다) ・고속 회전에서도 토크가 떨어지지 않는다	· 시스템이 고가 · 시스템이 복잡 ・정지시에 미소한 헌팅이 있다
폐쇄 루프 스테퍼 모터	・탈조(위치 어긋남, 모터 정지)하지 않는다 ・저진동 ・저소음 · 저렴한 시스템 구축 가능 ・안정 정지가 가능	· 고용량 라인업 없음 · 고속 영역의 토크가 아닙니다.

방수 성능에 대해

농업이나 식품 제조 현장에서는 수분이나 습기, 분진에 노출되는 환경이 많아 방수·방진 성능이 있는 모터가 필요한 경우가 많습니다. 특히 식품제조에서는 HACCP 대응의 위생관리를 위해 정기적인 고압세정이 행해지는 경우가 많고 모터가 그것에 견딜 수 있는 구조인 것이 요구됩니다.
당사 산요전기의 제어용 모터는 보호등급 IP40~IP67까지 폭넓게 라인업하고 있습니다.
※IP40은 이물질에 대한 보호만으로, 물의 침입에 대해서는 무보호

보호 등급의 견해와 표

2. 농업용 기계·식품 제조 장치에서의 모터 사용 예

어떤 기계·장치에 어떤 모터가 사용되는지, 상정되는 사용예를 살펴봅시다.
※일례의 소개입니다. 실제 최적의 모터는 장치 설계 및 사용 환경에 따라 다릅니다.

농업용 기계

①파종기(종종기)

• 권장 모터: 스테핑 모터
• 이유 : 종의 간격이나 깊이를 일정하게 유지할 필요가 있지만, 밀리미터 단위까지의 고정밀한 제어는 불필요.

②자동 수확 로봇

• 권장 모터: 서보 모터
• 이유 : 깎기 위치와 속도를 실시간으로 조정하기 때문에 응답성이 중요합니다.

③자동선과기

• 권장 모터: 스테핑 모터
• 이유 : 과일의 위치 결정이나 반송에 간이 제어로 충분한 경우가 많아, 저비용.

④반송장치

• 권장 모터: 스테핑 모터
• 이유 : 트레이 반송은 저속으로 좋은 경우가 많아 오픈 루프로 제어 가능.

⑤액비·농약 교반 탱크

• 권장 모터: 폐쇄 루프 스테퍼 모터
• 이유 : 액체의 점도와 양이 변하기 때문에 부하 변동에 대응할 수있는 폐쇄 루프 스테핑 모터가 적합합니다.

식품 제조 장비

①반송 컨베이어

• 권장 모터: 스테핑 모터
• 이유 : 저속으로 좋은 경우가 많고 오픈 루프로 제어 가능.

②충전기

• 권장 모터: 스테핑 모터
• 이유 : 액체와 페이스트의 양을 단계적으로 조정하기 위해 스텝 제어가 최적. 정밀한 계량이나 고속성이 요구되는 경우, 서보 모터나 클로즈드 루프 스테핑 모터를 선택.

③커팅 장치(슬라이서)

• 권장 모터 : 스테핑 모터, 폐쇄 루프 스테핑 모터
• 이유 : 절단 위치와 속도를 단계적으로 제어. 서보 모터 정도의 정밀도가 불필요하고 비용에 중점을 두는 경우가 많다. 커팅시의 유지가 부하가 되는 경우나, 정밀한 계량이나 고속성이 요구되는 경우, 서보 모터나 클로즈드 루프 스테핑 모터를 선택.

④ 토핑 장치

• 권장 모터: 스테핑 모터
• 이유 : 재료의 위치 결정과 투입 타이밍을 오픈 루프로 제어 가능.

⑤ 충전 펌프(크림·소스)

• 권장 모터: 폐쇄 루프 스테퍼 모터
• 이유 : 충전량을 정밀하게 제어하기 위해 부하 변동에 대응할 수 있는 폐쇄 루프 스테핑 모터가 적합하다.

⑥소형 포장기

• 권장 모터: 스테핑 모터
• 이유 : 빠르지 않기 때문에 개방 루프 제어로 충분할 수 있으며 저비용.

⑦ 라벨링 장치

• 권장 모터: 스테핑 모터
• 이유 : 라벨 부착 위치를 스텝 제어로 간단하게 조정 가능.

⑧상자 포장 로봇, 팔레타이징 로봇

• 권장 모터: 서보 모터
• 이유 : 다축 동작이 필요하고 고정밀 위치 결정이 필요하기 때문에 서보 모터가 최적.

이쪽의 기사도 추천：스테핑 모터로, 식품 공장의 고기능화를 실현

3. 산요전기 제어용 모터 제품 라인업

산요전기 에서는 농업용 기계·식품 제조장치의 다양한 요구에 부응하는 제어용 모터를 갖추고 있습니다.

스테핑 모터 「SANMOTION F」

고토크, 저진동, 저소음을 실현 하고 있습니다. 구성 부품의 재검토와 최적화 설계에 의해, 대폭적인 소형·경량화를 실현해, 고토크를 얻을 수 있습니다.
「SANMOTION F」시리즈의 스테핑 드라이버는, 표준 사양으로 해외의 제품 안전 규격(UL 규격 등)에 준거하고 있습니다. 라인업이 풍부하고 보호 등급을 취득하고 있습니다(IP40~IP65). 샤프트 가공이나 댐퍼 설치 가공 등 고객의 개별 요건에 부응한 유연한 커스터마이즈가 가능합니다.

상세 페이지 : 모터 사용자 정의 사례

SANMOTION F

서보 모터 「SANMOTION G」

진화한 서보 성능, 에너지 절약화를 실현한 AC 서보시스템 입니다.
속도 주파수 응답을 3.5kHz(당사 종래품 ※비 1.6배)로 높여 엔코더는 표준 23bit(당사 종래품 ※비 64배)에서 최대 27bit까지의 고분해능 엔코더를 선택할 수 있습니다. 또한 소형·경량 설계를 위해 장치의 소형화와 공간 절약형 설계에도 공헌합니다.
「SANMOTION G」의 서보 모터 본체는 보호 등급 IP67을 취득하고 있습니다.
※당사 종래품：AC 서보 시스템 SANMOTION R

SANMOTION G

클로즈드 루프 스테핑 모터 「SANMOTION Model No.PB」

서보 모터보다 사용하기 쉽고 스테핑 모터보다 신뢰성이 높은 2 종류의 모터의 장점을 갖춘 스테핑 모터 입니다.
위치 검출 센서에 의해 회전 중에는 폐쇄 루프 제어, 정지 중에는 오픈 루프 제어로 자동 전환됩니다.
이 때문에, 스테핑 모터와 같은 탈조는 일어나지 않고, 장치의 저진동화와 신뢰성 향상에 공헌합니다.
부하에 따라 전류를 최적으로 제어합니다. 모터 본체는 보호 등급 IP40을 취득하고 있습니다.

SANMOTION Model No.PB

4. 장치 설계의 과제를 어떻게 극복했는가? 성공 사례에 배우기

사례①：번분기에 맞추어 식품 기계의 가공 속도를 올리고 싶다!

식품 가공기 메이커 H사에서는, 번창기의 생산량 증가에 대응하기 위해, 가공기의 고속화가 과제였습니다. 종래의 인덕션 모터에서는 저속 영역의 토크 부족을 보충하기 위해 모터 용량을 올릴 필요가 있고, 발열에 의한 식품의 품질에의 영향도 우려되고 있었습니다. 산요전기는 클로즈드 루프 스테핑 시스템「SANMOTION Model No.PB」를 제안. 현행 모터에 비해 사이즈 1/5, 무게 1/10으로 발열을 억제. 또한 속도 조정은 스위치로 간단. 결과적으로 가공 속도는 2배가 되어, 장치의 소형화를 실현했습니다.
스테퍼 모터의 사례｜095｜번분기에 맞추어 식품 기계의 가공 속도를 올리고 싶다!
※2019년 공개의 사례입니다

사례②：서보 모터의 노하우가 없고, 오버스펙인 선정을 해 버리고 있었지만…

식품 반송 장치 메이커 B사에서는 사이클 타임 단축과 비용 절감이 과제였습니다. 신제품으로 서보 모터를 채용했습니다만, 노하우 부족에 의해 선정에 불안이 있었습니다. 산요전기 선정 서포트했는데, 오버스펙인 것을 알았습니다. 모터와 앰프의 용량을 최적화하여 비용 절감을 실현했습니다. 게다가 IP65 방수 성능으로 세정 대응도 가능하게 되었습니다.
AC 서보 모터의 사례｜079｜모터와 앰프의 용량을 최적화해, 코스트 다운을 실현!
※2018년 공개의 사례입니다.

사례③：제품 개발을 성공으로 이끈 컴팩트한 모터와 면밀한 기술 서포트란?

칼날 연마기 메이커 삼광제작소에서는, 연마기의 자동화를 진행시키고 싶은 것의 노하우가 없는 것이 과제였습니다. 산요전기는 리니어 구동 스테핑 모터와 4축 일체형 드라이버, 모션 컨트롤러「SANMOTION C S100」을 제안해, 베테랑의 기술을 재현하는 제어 방법을 서포트. 자동화와 공간 절약화를 양립하여 개발을 성공으로 이끌었습니다.
모션 컨트롤러의 사례 | 112 | 제품 개발을 성공으로 이끈 컴팩트한 모터와 면밀한 기술 지원이란?
※2021년 공개의 사례입니다.

감수 : 산요전기 주식회사 영업 본부 SANMOTION 그룹

게시일: 2026-04-27 00:00