Cinematica studiază mișcarea fără a se preocupa de forțe. Aceasta răspunde la întrebarea unde se deplasează robotul, nu la cuplul necesar pentru a ajunge acolo. Cinematica directă calculează poziția efectorului final din unghiurile articulațiilor. Cinematica inversă face opusul: având în vedere o poziție dorită, ce unghiuri articulare sunt necesare?

Cinematica directă este simplă. Înmulțiți matricele de transformare de la bază la vârf. Cinematica inversă este mai dificilă. Pot exista soluții multiple. Unele pot fi imposibil de obținut. Ecuațiile pot să nu aibă o soluție închisă, ceea ce obligă la metode numerice. Un braț robotic cu șase axe are de obicei până la opt soluții cinematice inverse pentru o anumită poziție.

Concepte cinematice

• Grade de libertate: mișcări independente.
• Spațiul de lucru: volumul pe care robotul îl poate atinge.
• Singularitate: o configurație în care robotul pierde un grad de libertate.
• Jacobian: leagă vitezele articulațiilor de vitezele efectorului final.
• Redundanță: mai multe articulații decât este necesar pentru o poză.

Cinematica este primul lucru pe care îl învață un programator de roboți. Aceasta determină dacă un robot poate ajunge la un punct, cât de repede se poate deplasa acolo și dacă va lovi o singularitate pe parcurs. Singularitățile sunt deosebit de problematice. La o singularitate, Jacobianul pierde rang, iar mișcările carteziene mici necesită viteze articulare uriașe. Controlerele le evită planificând traiectorii care stau departe. Cinematica este geometrie pură. Ignoră masa, frecarea și gravitația. Această simplitate o face utilă ca primă trecere înainte ca dinamica să intre în peisaj.