本发明属于机电故障诊断技术领域，涉及一种机床进给系统的全息感知方法及装置。方案利用电机驱动器采集机床进给系统运行过程中的电流、速度、位置数据；根据电机控制结构与控制算法构建观测器，得到电压、转矩、功率、磁链数据；采用模态分解方法对得到的数据进行解析，获取多个基本模态分量；基于信息熵理论对信号模态分量进行筛选，提取运动模态与故障模态；利用机床进给系统工作台或转台位置信息与电机旋转角度，在三维空间内构建运行状态与故障状态三维时空融合信号图；使用三维卷积网络模型对机床进给系统的健康程度与故障状态进行评价。本发明可全面精准反映机床进给系统运行状态，进而提高故障诊断与预测性维护的精度。