本发明提供了一种激光熔覆滚刀刀圈表面平整度的优化装置及方法，装置包括激光头、刀圈固定组件、位姿调控组件以及控制系统；位姿调控组件能够准确调控滚刀刀圈表面与激光头之间的转动角度以及倾斜角度，从而显著提高了滚刀刀圈熔覆层的表面平整度，保证了滚刀刀圈熔覆层的熔覆质量，有效延长了涂层滚刀的服役寿命；另外，也弥补了以往激光熔覆仅能水平和竖直夹持滚刀刀圈的方式，使得滚刀刀圈激光熔覆路径更加多样化；滚轮夹紧机构对滚刀刀圈熔覆层的端面和周面进行滚压处理，可以细化熔覆层晶粒，诱导熔覆层产生残余压应力层降低裂纹扩展速率，改善熔覆层表面平整度。