本发明公开了一种铝合金薄壁件铣削过程表面质量在线检测系统，包括依次连接的数据采集模块、时谱图生成模块、频谱图生成模块和表面质量在线检测模块；所述时谱图生成模块与表面质量在线检测模块连接，所述表面质量在线检测模块包括训练好的4个并行的Resnet18网络模型、以及Resnet18网络模型的输出端依次连接的全连接层和softmax层。本发明使用铣削过程中采集到切削力信号和噪声信号，进行小波包分解与重构、以及傅里叶变换；再将处理过后的信号输入到训练好的基于Resnet18的神经网络中获取表面残余应力，实现铝合金薄壁件铣削过程中实现表面质量在线检测；具有检测难度低、检测效果好等优点。