本发明提供一种基于多目标优化的钢轨换焊铺一体化方法及装备，包括获取轨道表面第一三维点云数据，得到轨道形状且识别轨道表面伤害，生成安全切割点集合，进而得到预切割轨道，获取几何参数生成切割路径，钢轨切割机根据切割路径对预切割轨道进行切割，机械臂取出预切割钢轨，获取预切割轨道和未切割轨道接头处的第二三维点云数据生成打磨路径后通过钢轨打磨机打磨，机械臂放置替换钢轨，通过换轨测量仪实时监测替换钢轨和未切割轨道的轨距和超高并调整替换钢轨的位置，获取替换钢轨和未切割轨道接头处的第三三维点云数据通过钢轨焊接机对替换钢轨和未切割轨道接头处进行焊接。本发明结合激光点云技术，能够实现钢轨快速精准地换焊铺。