自动化立体仓库是物流中的重要组成部分，它具有节约用地、减轻劳动强度、消除差错、提高仓储自动化水平及管理水平、提高管理和操作人员素质、降低储运损耗、有效地减少流动资金的积压、提高物流效率等诸多优点，同时与厂级计算机管理信息系统联网以及与生产线紧密相连的自动化立体仓库更是当今CIMS（计算机集成制造系统）及FMS（柔性制造系统）必不可少的关键环节，同样它也是在不直接进行人工干预的情况下自动地存储和取出物流的系统，是现代工业社会发展的高科技产物，对企业提高生产率、降低成本有着重要作用。
近年来，随着企业生产和管理的不断提高，越来越多的企业认识到物流系统的改善与合理性对企业的发展非常重要。堆垛机是自动化立体仓库中最重要的起重堆垛设备，通过手动操作、半自动操作或全自动操作实现把货物从一处搬运到另一处，它能够在自动化立体的巷道中来回穿梭运行，将位于巷道口的货物存入货格；或者相反取出货格内的货物运送到巷道口，即堆垛机是一种安装了起重设备的有轨或无轨小车，堆垛机上装有电动机，带动堆垛机移动和托盘的升降，一旦堆垛机找到需要的货位，就可以将零件或货箱自动推入或拉出货架，堆垛机上有检测横向移动或起升高度的传感器，辨认货位的位置和高度，有时还可以阅读货箱内零件的名称及其它有关零件信息。
随着计算机控制技术和自动化立体仓库的发展，堆垛机的应用越来越广泛，技术性能越来越好，高度也在不断增加，到目前为止，堆垛机的高度可达40M，事实上，如果不受仓库建筑和费用的约束，堆垛机的高度可以不受限制。堆垛机的运行速度也不断提高，目前堆垛机水平运行速度最高达200M/MIN（小载重量的堆垛机已达300M/MIN），起升速度高达120M/MIN，货叉伸缩速度达50M/MIN。
堆垛机组成
堆垛机是由机架（上横梁、下横梁、立柱）、水平行走机构、提升机构、载货台、货叉及电气控制系统等构成，具体如下：
机架
机架是由上横梁、左右立柱和下横梁构成的长方形框架，主要用于承载。为了便于安装零件和减轻堆垛机重量，上、下横梁用槽钢制作，立柱用方通制作。上横梁上设有天轨阻挡器和缓冲器，下横梁上设有地轨阻挡器。
运行机构
运行机构是堆垛机水平运动的驱动机构，一般由电动机、联轴器、制动器、减速器和行走车轮组成。按运行机构所在位置的不同分为地面运行式，上部运行式，中间运行式等。当采用地面运行式时，需要使用四个车轮，沿设在地面的单轨运行。堆垛机的顶部有两组水平轮沿固定在上横梁的工字钢导向，上横梁用螺栓和立柱连在一起，下横梁用槽钢和钢板拼焊，行走驱动机构，主从动车轮，电器柜等都装在它的上面，下横梁的两则还装有缓冲器，防止堆垛机在巷道两端因失控而产生很大的碰撞力。如果堆垛机要走弯道，还可对导向轨道做一些改进。
升降机构
升降机构是使载货台垂直运动的机构，一般由电动机、制动器、减速器、滚筒或轮以及柔性件组成，常用的柔性件有钢丝绳和起重链两种，除一般的齿轮减速机外，由于需要比较大的速比，因而采用蜗轮蜗杆减速机和行星减速机。起重链传动装置多数装在上部，常配有平衡重块，以减小提升功率。为使起重机构结构紧凑，常使用带制动器的电机。链条通过立柱上的齿轮与载货台上的固定联接。垂直升降的支撑部件为立柱，立柱为一抗扭曲的箱形结构，而导轨就装在立柱的两侧，立柱上还装有上下极限位置开关等部件。
货叉
主要由电机减速器、链轮、链连接装置、叉板、活动导轨、固定导轨、辊轮轴承和一些定位装置组成。货叉机构是堆垛机存取货物的执行机构，装在堆垛机载货台上，可以横向伸缩以便向两侧货格送入或取出货物。一般按叉子的数量分为单叉货叉，双叉货叉或多叉货叉，其中多叉货叉多用在特长货物的堆垛。货叉多采用三级直线差动式伸缩货叉，由上叉、中叉、下叉及起导向作用的滚针轴承等组成，以减少巷道的宽度，且使之具有足够的伸缩行程。货叉按结构形式分为两种：齿轮-齿条方式和链轮-链条方式。货叉的伸缩原理是下叉安装在载货台上，中叉在齿轮条或链轮条的驱动下，从下叉的重点向左或向右移动约自身长度的一半，上叉从中叉的中点，向左或向右伸出比自身长度一半稍长的长度。上叉则由两根滚子链或钢丝绳驱动，链条或钢丝绳的一端固定在下叉或载货台上，而另一端固定在上叉上。
提升机构和载货台
提升机构主要由提升电机（包括减速器）、传动链轮、传动链条、双联链轮、提升链条和惰链轮组成。提升链条选用双排滚子链，安全系数大于5，它与载货台和上下横梁上的惰链轮组成一个封闭结构。当提升电机通过传动链条驱动双联链轮旋转时，使提升链条运动，从而带动载货台（包括货叉、货物）升降。提升电机通过PLC变频控制，避免在开始升降和停止时提升链条所受拉力过大。载货台主要由扁通、钢板焊接而成，主要用于安装货叉和一些安全保护装置。为了保证载货台平稳上下运行，在它的每个侧面装有沿立柱的4个导向轮和2个顶轮。
电气设备及控制
主要包括电力拖动、信号传输和堆垛机控制。堆垛机采用滑触线供电；由于用供电滑触线载波通讯易受电力杂波等干扰，所以采用抗干扰性好的红外通信方式与计算机等仓库设备进行信息交换。堆垛机运行特点是必须精确定位和准确认址，否则就会取错货物，碰坏货物、货架，严重时会损坏堆垛机本身。堆垛机的位置控制采用绝对认址方式，用激光测距仪通过测量堆垛机到基点的距离和事先储存在PLC中的数据进行比较来确定堆垛机当前位置，成本较高，但可靠性很高。
安全保护装置
堆垛机是一种起重机械，它要在又高又窄的巷道内高速运行。为了保证人身及设备的安全，堆垛机必须配备有完整的硬件及软件安全保护装置，并在电气控制上采取一系列连锁和保护措施。主要的安全保护装置有：终端限位保护、连锁保护、正位检测控制、载货台断绳保护、断电保护等。
堆垛机形式的确定：堆垛机形式多种多样，包括单轨巷道堆垛机、双轨巷道式堆垛机、转巷道式堆垛机、单立柱型堆垛机、双立柱型堆垛机等。
堆垛机速度的确定：根据仓库的流量要求，计算出堆垛机的水平速度、提升速度及货叉速度。
其它参数及配置：根据仓库现场情况及用户的要求选定堆垛机的定位方式、通讯方式等，堆垛机的配置可高可低，视具体情况而定。
