本实用新型涉及焊接设备领域，具体涉及一种机器人堆焊装置，其包括控制机构、变位机、机械臂，设置于变位机的转盘上的卡盘机构；一机械臂的末端部可移动地指向卡盘机构的夹合位上端，所述的末端部设置有焊接机构、测距传感器，所述的测距传感器检测焊接机构与工件的距离、工件目标堆焊廓线并反馈至控制机构，控制机构接收反馈信号，并控制变位机进行角度摆动和转盘转动，控制机械臂带动焊接机构，使焊接机构沿设定轨迹相对于被卡盘结构夹合的工件进行空间移动。其不间断能够对工件完成多形态堆焊层的连续堆焊，提高工作效率及堆焊合格率，提高产品质量及稳定性。