本发明提供一种橡皮布压延滚筒复合涂层加工装置及加工方法，包括：支撑装夹组件、喷涂系统和磨削系统，支撑装夹组件用于支撑装夹滚筒工件；喷涂系统位于底座的一侧，喷涂系统包括喷涂组件和压缩空气吹气组件，喷涂组件用于在滚筒工件圆周上喷涂加工出基底涂层，再在基底涂层上加工出表面涂层，压缩空气吹气组件用于在表面涂层上加工出螺旋形微型凹槽形成复合涂层；磨削系统位于底座的一侧、且位于喷涂系统的后序工位上，磨削系统用于磨削加工滚筒工件形成的复合涂层表面。本发明利用微凹槽和涂层中的孔隙可以存储疏导压延中接触面上的气体，减少橡皮布表面出现凹坑缺陷，降低橡皮布的废品率，同时还可以提高滚筒的耐磨性。