近年来传统金刚石生产在向着无人化、自动化的方向发展。而机器人技术的高速发展和广泛应用为解决金刚石生产线自动化提供了可能。本文针对金刚石生产线的特点和需求,设计了移动操作机械臂用于解决生产线自动上下料问题。本文分析了目前金刚石生产线上下料状况,确定了以移动机械臂为核心的自动上下料方案。根据生产线上下料环境的特点和需求,提出了移动机械臂的设计要求,完成了机械臂结构设计;对机械臂进行数学建模,建立机械臂坐标系,使用D-H后置坐标系法确定D-H参数,求解机械臂正运动学矩阵、逆运动学解析解,在Matlab Robotics Toolbox中对机械臂建模并采用蒙特卡罗方法求解机械臂工作空间。通过分析工作空间,所设计的机械臂能够满足生产线上下料的需求。对金刚石生产设备六面顶压机内部结构进行分析,研发了专用的上下料夹具,基于结构功能设计了基于STM32的夹具控制系统,通过串口发送控制命令实现夹具抓取物料功能,验证了控制软件的可行性。基于机器人操作系统ROS与Gazebo构建机械臂仿真平台,使用Move It!在笛卡尔空间实现三次样条插值末端路径规划,通过TOPF算法实现关节空间的轨迹规划;利用Move It!控制Gazebo中的机械臂实现上下料运动仿真,仿真结果表明机械臂能够顺利完成上下料任务。设计了具有激光雷达、摄像头、IMU等传感器的机械臂移动平台AGV结构方案,在ROS中采用模块化方法对AGV建模,并建立了生产线环境模型。使用基于粒子滤波的Gmapping算法建立了环境的2D占据栅格地图;通过AMCL算法在所建立的地图上进行全局实时定位,使用A*算法和TEB算法进行全局和局部路径规划;在Gazebo中进行导航仿真实验,仿真结果表明AGV能够自主导航至目标位置,同时具有避障功能,满足生产线的应用需求。