本发明属于航空工程技术领域，公开了飞机蒙皮涂层打磨装置及打磨方法。该飞机蒙皮涂层打磨装置包括工作台，工作台上设置有用于固定工件的夹具，工业机器人包括底座和六轴机械臂，六轴机械臂一端设置于底座上，打磨机构包括打磨头和力采集模块，力采集模块设置于六轴机械臂的输出端上，打磨头与力采集模块连接，力采集模块用于采集打磨头与工件的接触压力，视觉机构与六轴机械臂的输出端连接，视觉机构用于测量打磨后的工件涂层厚度，控制机构用于规划预设加工轨迹并使打磨头按规划的预设加工轨迹打磨工件，减少了加工成本，提高加工型面质量稳定性和一致性。