本发明属于焊接机器人技术领域，具体涉及一种大型曲面构件焊接双机械手机器人，包括工作基台以及曲面零件，所述工作基台表面中间的两侧点对称式安装有机械手，且机械手的工作端末端组装有多功能焊接头，所述多功能焊接头内部包含用于完成激光焊接的激光焊接组件、用于减缓焊缝处降温速度的焊缝温度缓降组件以及用于在焊接异常点进行标记的异常点标记组件，所述工作基台的两侧组装有用于对曲面零件整体进行升温保温的保温组件。本发明，在双机械手机器人操作过程中，能够及时降低焊缝及型材交界处的温度差，还可对零件进行保温，消除型材内部的残余应力，避免热裂纹的产生，最后还可检测并标记处焊接异常点。