Kinematik studerer bevægelse uden at bekymre sig om kræfter. Den svarer på, hvor robotten bevæger sig hen, ikke hvilket drejningsmoment det kræver at komme derhen. Fremadrettet kinematik beregner positionen af ​​sluteffektoren ud fra leddets vinkler. Invers kinematik gør det modsatte: givet en ønsket position, hvilke leddvinkler er nødvendige?

Fremadrettet kinematik er ligetil. Multiplicer transformationsmatricer fra base til spids. Invers kinematik er sværere. Der kan eksistere flere løsninger. Nogle kan være uden for rækkevidde. Ligningerne kan ikke have en lukket løsning, hvilket tvinger numeriske metoder frem. En seksakset robotarm har typisk op til otte inverse kinematiske løsninger for en given stilling.

Kinematiske begreber

• Frihedsgrader: uafhængige bevægelser.
• Arbejdsområde: det volumen, robotten kan nå.
• Singularitet: en konfiguration, hvor robotten mister en grad af frihed.
• Jacobiansk: relaterer fælles hastigheder til sluteffektorhastigheder.
• Redundans: flere led end nødvendigt for en stilling.

Kinematik er det første, en robotprogrammør lærer. Det bestemmer, om en robot kan nå et punkt, hvor hurtigt den kan bevæge sig dertil, og om den vil ramme en singularitet undervejs. Singulariteter er særligt problematiske. Ved en singularitet mister Jacobianeren rang, og små kartesiske bevægelser kræver enorme ledhastigheder. Controllere undgår dem ved at planlægge stier, der holder sig væk. Kinematik er ren geometri. Den ignorerer masse, friktion og tyngdekraft. Denne enkelhed gør den nyttig som en første gennemgang, før dynamik kommer ind i billedet.