20世纪60年代，意大利、日本等国相继研制出半自动、全自动码垛机,通过不断改进，已广泛用于石油化工粉粒产品、化肥、粮食、食品、饮料、药品、水泥等袋装和箱装物料的码垛作业。
我国码垛机从1980年左右起步,之后逐渐在粮食和油脂加工厂得到应用。码垛机根据用途和使用场所不同可分为多种结构形式，这里就桥式(旋转式)码垛机、机器人码垛机和高位全自动码垛机的工作原理、结构特点和配置情况作一介绍,供同行参考。
1桥式码垛机
豆粕库中豆粕包和豆皮包可以通过打包线输送带直接装车，也可以从地面包堆装车,仓容一般较大(有5000,6000.8000t和11000t),这样的规模人工码垛和发货无法作业，为了在包装粕库码垛和直接装车，房式仓一般采用桥式码垛机进行码垛作业。
一般房式仓的设计堆包高度为5.5m,库房檐高大于8.5m,库房立柱两侧设牛腿及横梁，横梁规格为36号工字钢。在立柱两侧牛腿上安装码垛机轨道，安装高度6.8m,码垛机上方安装高位辐式输送机。输送带和行车轨道沿墙设置，沿两侧轨道纵向设置行车，从灌装线下来的粕包净重分别为60kg和50kg,输送带输送粕包速度为300包/h,沿墙输送带送到纵向行车轨道，然后从下滑道送至接包面板进行堆包。在纵向行车轨道和滑道连接处如做成旋转式，下滑道可以旋转，向三个方向堆包,所有控制按钮集中在接包面板的一侧。
2机器人码垛机
机器人码垛机是一种仿真人操作、自动操作、重复编程、在三维空间完成规定作业的设备，包括抓起和放置系统，能从一个或多个地点抓起一个或多个纸箱，然后将它们放置到货盘上预先设置好的地点。基本的计算能力及可集成传感器用以识别产品的变化,使机器人码垛机成为一个智能系统,能识别和区分出多种产品。一般来说，机器人码垛机要比传统码垛机慢，因为它们一次可能只抓取一个箱子，或是要同时发挥多个功能，因而处理速度变慢。一般来说，机器人码垛机的速度在每分钟15~30个箱或包之间。
所有的机器人码垛机，如果所安装的机械臂不一样，它们的码垛定位也是不一样的。较小或较轻的产品一般采用具有多轴能力的关节杆。较重的产品则要采用大型臂或台架式臂，但这两类机械臂的移动轴数比较有限。
2.1主要机构
机器人码垛机主要由机械主体、伺服驱动系统、手臂机构、末端执行器(抓手)、末端执行器调节机构以及检测机构组成，按不同的物料包装、堆垛顺序、层数等要求进行参数设置,实现不同类型包装物料的码垛作业。按功能划分为进袋、转向、排袋、编组、抓袋码垛、托盘库、托盘输送以及相应的控制系统等机构。
(1)进袋机构。采用皮带输送机完成码垛机供袋任务。
(2)转向机构。按设定程序对包装袋作转向编排。
(3)排袋机构。釆用皮带输送机将编排好的包装袋送至积袋机构。
(4)积袋机构。采用皮带输送机集中编排好的包装袋。
(5)抓袋码垛机构。采用机器人码垛机构完成
码垛作业。    .，
(6)托盘库。成叠的托盘由叉车送入,按程序逐个排放至托盘辗道输送机，有规律地向码垛工序供应空托盘，达到8层后的成垛托盘,由辗道输送机输送至成垛托盘库,最后由叉车取出送至仓库贮存，系统采用可编程序控制器(PLC)控制。
2.2控制系统
我们曾使用过的机器人码垛机采用西门子ES7-226PLC进行控制，用西门子触摸屏对画面进行组态，通过和PLC的数据通讯，来控制和显示码垛自动循环全过程。
电气控制系统有以下特点:当码垛机用于包装、码垛生产时，可用其自动控制系统根据需要使其处于“自动”或“手动”状态。当设备出现电机过载、岀垛积压、夹包、空托盘不到位等任何一种故障时，码垛机将停机或声光报警，具有自动化保护功能。消除异常后,能重新在原停机状态下恢复运行。当码垛机停机、停电时，可由PLC保持原运行状态，避免重复记忆。
2.3工作过程
由包装线上送来的包装袋，其封口处于包装袋前进方向的末端。第1只包装袋不旋转直接进入排包工序，第2只包装袋做180。旋转后进入排包工序，然后由排包机将第1、2只包装袋推至码包工序，第3、4、5只包装袋依次在旋转机上做逆时针旋转90。,然后由排包机推至码包工序；同时将先期进入码包区域的第1、2只包装袋一起推送至卸包台工作区域；由卸包机将编码好的一层包装袋卸入事先备好的托盘上进行分层码垛;此时承载托盘下降一层包装袋高度的行程，至此完成第I层的码垛工作。后面第3、5、7层的码垛均按上述程序运行。第2层包装袋的运行程序为：当第2层的第6、7、8只包装袋依次进入旋转机后，在旋转机上做顺时针方向旋转90。,并送至排包工序，然后由排包机将排列好的3只包装袋推送至码包工序，第9只包装袋不用旋转直接进入排包工序，第10只包装袋在旋转机上做180。旋转后进入排包工序，由排包机推进至码包工序，将先期进入码包区域的第6、7、8这3只包装袋编码在一起，然后将第2层编码好的5只包装袋一起推送至卸包台工作区域，由卸包机将这5只包装袋卸在第1层上面进行码垛;承载托盘再下降一层包装袋的高程，至此完成第2层的码垛工作。后面第4、6、8层的码垛程序，均按上述程序运作。
2.4主要技术性能及特点
(1)机器人码垛机结构简单实用。整机结构设计简单、合理、实用，占地面积小,与传统码垛机相比可节省厂房面积1/3左右,码垛能力可达600~800袋/h。
(2)自动化水平高。从进袋、转向、编码直到码垛全过程，可实现全自动连续运行。该机除具有正常开停车功能外，同时还具有自诊、报警、打印、通信、故障连锁等功能，并留有与中央控制室通信的软件和接口。
(3)操作运行平稳可靠。采用低惯量、大功率.运行方法,使操作运行平稳可靠，性能良好,并可提高设备元器件的使用寿命。控制系统主要元件与敏感元件采用日本OMRON和FUJI公司产品,气动系统主要元件釆用日本SMC产品。
(4)部件采用高强度轻质合金，强度高。机械设备使用寿命可达15年左右。
(5)设有码垛机自身和周围人身安全保护装置，以保证安全生产。

3高位全自动码垛机
高位全自动码垛机由汇总输送机、斜坡输送机、转位机、编组机、分层机、升降机、托盘仓、托盘输送机、垛盘输送机及高架平台等组成。
高位全自动码垛机是在货盘上方的一定高度或水平上接收需要码垛产品的。空白货盘从一个料仓或是积聚站下到码垛机，机器将货盘撑开并且定位在一个托盘之下;产品装入托盘，并且组合成一层或一列;码垛机轻轻地将已经组合好的产品层或产品列放置到位于它们下面的货盘上；随后码垛机继续组合第二层产品，改变纸箱的排列格式与货盘格式相匹配，有的时候层与层之间会插入一片纸板用来将上下层隔开;之后，货盘和第1层产品会往下降一层,这样第2层产品就可以放置到第1层产品上。货盘不断下降，一层接一层的产品不断码高直到完成指定数量;码好的货盘随后缓慢降落到地面水平，传送机或是叉车负责将它们运送到其他捆扎或是拉伸裹包等工作台，然后运输出厂。

4码垛机前面配置的设备
码垛机是应用在大型散装货仓库后面装包出货的，码垛机前面配置有定量打包机、金属检测器和重量检测器等设备。
4.1定量打包机
人工将包装袋摆放在供袋盘上,然后抓袋器把包装袋定位在包装机的下料口上，电子定量秤内放出的物料通过过渡料斗进入包装袋并传送到立袋输送机上，再由夹口整形机、折边和缝口机完成整形、折边和缝口，然后由倒袋机将其放倒，经金属检测器、重量检测器检测后，在拣选机上剔除不合格产品并统计合格产品的有关数据,经过中间运输皮带后进入码垛过程。
4.2金属检测器
料袋通过金属检测器时,若料袋中不含金属颗粒和金属颗粒较小时，该检测器不发出任何信号，料袋被送到下一道丁序；当料袋含有金属颗粒大于或等于2mm时，金属检测器通过电控系统发出信号，该料袋在拣选机上被剔除。
4.3重量检测器
重量检测器由光电开关I、II控制，当料袋进入该装置时，光电开关I被料袋遮挡;当料袋被完全载于秤体上时，光电开关II被遮挡，系统通过压力传感器开始采集数据直至复检结束;若重量合格(测量精度10g,动态)，包装袋进入下道工序;重量超差的包装袋，系统发出报警信号，该包装袋进入拣选机时将其剔除。
5结束语
码垛机的故障率极低。在粮油加工厂，码垛机被用于粕库堆包和油瓶箱堆包及上车等工序。码垛机在正常运行时，进包、转包、排包、推包、编码、卸包、空托盘输入、承载托盘输出等工序均按设定的程序进行，并有显示信号，操作人员仅做监护即可。
由于采用了旋转机构、双向开启的卸包台及自动对中等机构，垛层编码合理、包装袋封口朝里，使垛形四周整齐，具有较高的码垛质量。
码垛机替代人力劳动，节省码垛成本和管理成本，使仓库堆包现场井然有序，改善了劳动环境，提升了企业形象。
但是，码垛机还需要不断改进，如纸箱、包装袋或单位级别产品的组织性能还需进一步改进。目前的配送和供给链越来越复杂，速度越来越快,码垛机面临的挑战主要在产品处理和配送的新方法方面。

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