一种基于数字孪生的水轮机顶盖机器人修复方法，包括以下步骤：S1.建立加工装备和顶盖的三维模型；S2.搭建顶盖修复加工场景模型；S3.获取加工装备相对位置数据，并进行加工轨迹规划；S4.迭代优化加工装备的加工区域与加工轨迹；S5.输出迭代优化后加工装备相对于加工区域的位置数据以及加工程序；S6.在实际场地中进行顶盖的安装摆放；S7.通过机器人标定加工装备的实际位置；S8.执行顶盖加工区域的修复加工；S9.执行完一处加工区域的修复加工后，移动加工装备到下一处加工区域。通过上述方法，减少了顶盖现场修复的操作步骤和难度，并节省了顶盖过流面缺陷修复时间，提高了修复效率。