Kinematikk studerer bevegelse uten å bekymre seg for krefter. Den svarer på hvor roboten går, ikke hvilket dreiemoment det kreves for å komme dit. Fremoverkinematikk beregner posisjonen til endeeffektoren fra leddvinklene. Invers kinematikk gjør det motsatte: gitt en ønsket posisjon, hvilke leddvinkler trengs?

Fremoverkinematikk er enkel. Multipliser transformasjonsmatriser fra base til tupp. Invers kinematikk er vanskeligere. Flere løsninger kan eksistere. Noen kan være utenfor rekkevidde. Ligningene kan ikke ha noen lukket løsning, noe som tvinger frem numeriske metoder. En seksakset robotarm har vanligvis opptil åtte inverse kinematiske løsninger for en gitt positur.

Kinematiske konsepter

• Frihetsgrader: uavhengige bevegelser.
• Arbeidsområde: volumet roboten kan nå.
• Singularitet: en konfigurasjon der roboten mister en grad av frihet.
• Jacobiansk: relaterer felleshastigheter til endeeffektorhastigheter.
• Redundans: flere ledd enn nødvendig for en positur.

Kinematikk er det første en robotprogrammerer lærer. Den avgjør om en robot kan nå et punkt, hvor raskt den kan bevege seg dit, og om den vil treffe en singularitet underveis. Singulariteter er spesielt problematiske. Ved en singularitet mister Jacobianeren rang, og små kartesiske bevegelser krever enorme leddhastigheter. Kontrollere unngår dem ved å planlegge baner som holder seg unna. Kinematikk er ren geometri. Den ignorerer masse, friksjon og tyngdekraft. Denne enkelheten gjør den nyttig som en første omgang før dynamikk kommer inn i bildet.