本发明公开了一种基于PSD的并联机床刀具姿态在线监测装置及监测方法，包括监测装置，监测装置包括动平台、刀具和位姿监测装置，刀具安装在动平台中的轴上，位姿监测装置安装在动平台上，位姿监测装置包括激光发生器、第一PSD、第二PSD和反射镜，监测装置在自然状态下，刀具的位姿与激光发生器相同，监测装置在运动过程中，刀具位姿与PSD和光杠杆反射镜垂直，装置具体功能实现依赖于PSD光杠杆方法原理，创新性的将PSD光学位置反馈应用于刀具的空间姿态的监测，通过采用常规的PSD传感器，利用激光发生器自身重力，结构简单，成本低廉，反馈精度能实现五轴并联加工终端反馈，同时有利于实现商品化。