本发明公开了一种轮胎激光刻字机器人及控制方法，包括机械臂和夹持装置，夹持装置上夹持有待刻字轮胎；机械臂上连接有旋转连接座，识别装置识别识别码得到识别字符信息；三维扫描装置对待刻字轮胎三维扫描，生成三维扫描模型；第一生成单元根据识别字符信息生成初始刻字指令；第二生成单元根据三维扫描模型生成位置调整指令；第三生成单元根据三维扫描模型生成矫正刻字指令；比较单元在平整度差值不大于偏差阈值时，将初始刻字指令作为激光刻字指令，否则将矫正刻字指令作为激光调节指令；机械臂根据位置调整指令调整旋转连接座；激光刻字装置根据激光调节指令对待刻字轮胎激光刻字。本发明提升了轮胎表面的激光刻字效果。