Освоение ручных приемов работы на товарном станке

Для того чтобы иметь возможность разрабатывать и уточнять инструкции и упражнения для токарей, осваивающих передовые приемы и навыки Труда, надо изучить конкретные, свойственные данной специальности проявления общих законов формирования рабочих динамических стереотипов, лежащих в основе соответствующих трудовых навыков. Следует выяснить, в каких конкретных процессах проявляется первоначальная иррадиация возбуждения, последующая концентрация возбуждения и мышечной силы, формирование систем двигательных условных рефлексов, образующих рабочий двигательный динамический стереотип.

Для изучения физиологических особенностей выполнения ручных трудовых приемов передовыми токарями Ю. В. Мойкин [39, 40] применил комплексную методику, сочетающую киноциклографическую документацию рабочих движений обеих рук с электромиографией. Кроме того, для регистрации вращательных движений обеих рук при управлении суппортом использовались специальные датчики. Датчик имеет сопротивление, намотанное на тороидальный сердечник. От сопротивления сделаны четыре отвода, один из которых подсоединяется к подвижному ползунку; таким образом, датчик включен по схеме кругового балансного потенциометра. Ползунок насажен на ось, закрепленную в подшипниках и имеющую на Свободном конце маховичок, который фрикционно связан с лимбом суппорта. Снимаемые с датчика Напряжения регистрируются на осциллографе.

Рис. 49. Фрагмент записи вращательных движений, выполняемых при работе на токарном станке: 1 — отметка времени (50 Гц), 2 — биотоки мышцы предплечья, 3 — кривая поперечной подачи суппорта, 4 — кривая продольной подачи суппорта

На рис. 49 приведен фрагмент осциллографической записи перемещения органов управления суппортом. Такая запись совершаемых токарем вращательных движений позволяет точно установить так называемые фиксажные точки, т. е. моменты начала и конца движений (в одну сторону), путь, проходимый кистью при каждом движении и при выполнении серии последовательных движений. Этот путь может быть вычислен по формуле S=п Dn, где п — постоянная, равная 3,14; D — диаметр рукоятки; n — число оборотов маховика. Кроме того, можно вычислить угловую и линейную скорости движения, изменяющиеся во время совершения одного оборота рукоятки суппорта.

Полная комплексная методика исследования включала одновременную киноциклографию трудовых приемов токаря двумя кинокамерами с двух сторон, синхронизированную с работой киноаппаратов запись показаний потенциометрических датчиков и биотоков соответствующих мышц на двух осциллографах. Такая регистрация работы токаря позволяла установить траектории различных звеньев обеих рук, биотоки мышц, различные моменты технологического процесса, а также величины скорости и ускорения движущихся звеньев.

Для изучения особенностей движений у токарей раз личной квалификации регистрировалась стандартная операция «подрезание торца и цилиндрическая обточка валика». Исследования проводились на токарном станке ДИП-200 с четырехкулачковым самоцентрирующимся патроном при скорости вращения шпинделя 800 об/мин. Всего было обследовано восемь токарей, работающих на московских заводах. Двое исследуемых токарей были передовиками своих предприятий, трое — рабочие средней квалификации (5-й разряд по тарифной сетке 1958 г.), трое имели 3-й (ученический) разряд и проходили подготовку в самостоятельной работе в порядке индивидуального, ученичества. Возраст рабочих 24— 35 лет. Исследования проводились в помещений механического цеха экспериментальных мастерских Института гигиены труда и профзаболеваний Академии медицинских наук СССР с 16.00 до 19.00 часов, т. е. после конца работы в цехе, когда освобождалось оборудование.

В результате было выяснено, что токари разного уровня квалификации выполняют стандартную операцию при различных затратах времени и при различной протяженности траектории центра тяжести кисти. Передовики имеют наиболее низкие величины путей кистей рук и наиболее экономные затраты времени на операцию. У них путь кистей рук в 1,23 раза короче, чем у рабочих средней квалификации, и в 2,15 раза короче, чем у учеников, а время выполнения операции и отдельных комплексов приемов меньше в 1,45 раза, чем у рабочих средней квалификации, и в 2,05 раза, чем у учеников. У рабочих средней квалификации пути перемещения кистей рук в 1,56 раза короче, чем у учеников, а время выполнения операции меньше в 1,40 раза. Разница в размерах рабочей траектории и в затратах времени объясняется  различием способов выполнения одной и той же операции рабочими различного уровня квалификации. Малоквалифицированные токари не могут выполнять последовательные движения, составляющие ту или иную операцию, в достаточной степени слитно. В частности, для них представляет большую трудность совмещение работы обеих рук.

При сравнении электромиограмм, полученных с одноименных мышц при выполнении одного и того же движения токарем-передовиком и токарем средней квалификации, видно, что у первого биотоки сконцентрированы в отграниченные пачки, а у второго при таких же движениях биотоки идут подряд, без заметных перерывов.

Биоэлектрическая активность мышц — важный, но не единственный признак иррадиации возбуждения по коре больших полушарий головного мозга у токарей в начальном периоде их обучения. Таким признаком является сравнительно более резко выраженная дугообразность траектории центра тяжести кисти у малоквалифицированных токарей. Причина такой особенности траектории кисти в своеобразном соотношении подвижности проксимальных и дистальных звеньев руки у работающих. Проведенные Ю. В. Мойкиным замеры показали, что при выполнении стандартной операции малоквалифицированные токари имеют, по сравнению с передовыми рабочими и рабочими средней квалификации, наименьшие величины изменения угла между плечом и предплечьем и наибольшие изменения угла между плечом и вертикалью, проходящей через центр плечевого сочленения. Уменьшение подвижности дистальных звеньев у малоквалифицированных токарей объясняется тем, что при малой концентрации нервных процессов и малой функциональной подвижности нервных центров рабочий стремится упростить себе задачу управления рукой, представляющей с биомеханической точки зрения многозвенную кинематическую цепь, обладающую большим числом степеней свободы. Уменьшая подвижность в локтевом суставе, токарь упрощает себе задачу управления движением. То обстоятельство, что ограничению подвижности подвергается локтевой, а не плечевой сустав, находит объяснение в фактах, полученных в нейрохирургических клиниках. По данным нейрохирургов, при удалении прецентральной извилины коры больших полушарий возникает паралич рук и ног, который с течением времени проходит. При этом замечено, что восстановление двигательной функции ноги соответствующей стороны идет быстрее, чем восстановление функции руки. Человек, перенесший операцию, через несколько месяцев начинает хорошо ходить, а движения пораженной руки еще продолжают восстанавливаться. Восстановление функций руки происходит поэтапно: сначала в плечевом суставе, затем в локтевом и далее в ограниченной степени в кисти и в пальцах.

Основываясь на этих данных, можно заключить, что координация движений в проксимальных звеньях более простая, чем в дистальных. С этим, заключением согласуется и изучение координации движений у детей в зависимости от возраста. Известно наблюдение, что у детей в начальный период их обучения ходьбе преобладает подвижность в тазобедренном суставе при относительно меньшей подвижности в коленном и голеностопном.

Таким образом, большая подвижность проксимальных звеньев руки по сравнению с дистальными звеньями у малоквалифицированных рабочих объясняется стремлением упростить себе двигательную задачу. В этом случае иррадиация возбуждения является не только признаком недостаточно закрепленного условного двигательного рефлекса, но имеет, в известном смысле, активный характер: напряжение мышц, сгруппированных вокруг локтевого и лучезапястного суставов, лишает эти суставы подвижности, чтобы случайно не получилось таких движений, 6 которыми невозможно справиться.

Электромиографическая картина рабочих движений у токарей разного уровня подготовки полностью соответствует степени квалификации испытуемых рабочих. У токарей-учеников, находящихся на ранней стадии производственного упражнения, биотоки рассредоточены во времени и в различных мышцах, не только работающих, но и функционально не связанных с выполняемой работой. У токарей средней квалификации наблюдаются признаки начальных стадий развития концентрации нервных процессов, а у токарей-передовиков — признаки высокой концентрации нервных процессов. Электромиографические данные характеризуют уровень концентрации нервных процессов, а изучение структуры движения позволяет отметить различные стадии формирования рабочего динамического стереотипа изучаемой операции. Кроме уже рассмотренной особенности соединения элементов движений в единую систему — совмещения работы двух рук, следует отметить как признак совершенства динамического стереотипа токаря наличие своеобразного программирования действий, когда в предыдущих действиях предусматривается создание условий для последующих действий. Такая предусмотрительность как признак формирования двигательного динамического стереотипа ранее отмечалась при изучении простых в усложненных движений поднятия груза, а также при изучении движений рубки металла [23, 24, 25].