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数控宏程序编程入门

返回列表 来源:脉电科技发布时间:2016-12-06 关注:

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1. 变量

 

普通加工程序直接用数值指定G代码和移动距离;例如,GO1和X100.0。使用用户宏程序时,数值可以直接指定或用变量指定。当用变量时,变量值可用程序或用MDI面板上的操作改变。

#1=#2+100
G01 X#1 F300

 

 

 

(1)变量的表示

计算机允许使用变量名,用户宏程序不行。变量用变量符号(#)和后面的变量号指定。

例如:#1

表达式可以用于指定变量号。此时,表达式必须封闭在括号中。
例如:#[#1+#2-12]

 

(2)变量的类型

变量根据变量号可以分成四种类型:
1)#0 空变量,该变量总是空,没有值能赋给该变量。
2)#1-#33 局部变量,局部变量只能用在宏程序中存储数据,例如,运算结果。当断电时,局部变量被初始化为空。调用宏程序时,自变量对局部变量赋值。
3)#100-#199、#500-#999 公共变量,公共变量在不同的宏程序中的意义相同。当断电时,变量#100-#199初始化为空。变量#500-#999的数据保存,即使断电也不丢失。
4)#1000--- 系统变量。系统变量用于读和写CNC运行时各种数据的变化,例如,刀具的当前位置,补偿值。

(3)变量值的范围 
局部变量和公共变量可以有0值或下面范围中的值:
-1047到-10-29或-10-2到-1047,如果计算结果超出有效范围,则发出P/S报警NO.111。

 

(4)小数点的省略
当在程序中定义变量值时,小数点可以省略。
例:当定义#1=123;变量#1的实际值是123.000。

 

(5)变量的引用    
为在程序中使用变量值,指定后跟变量号的地址。当用表达式指定变量时,要把表达式放在括号中。
例如:G01X[#1+#2]F#3;
被引用变量的值根据地址的最小设定单位自动地舍入。
例如:当G00X#/;以1/1000mm的单位执行时,CNC把123456赋值给变量#1,实际指令值为G00X12346.
改变引用变量的值的符号,要把负号(-)放在#的前面。
例如:G00X-#1
当引用未定义的变量时,变量及地址都被忽略。
例如:当变量#1的值是0,并且变量#2的值是空时,G00X#1  Y#2的执行结果为G00X0。

(6)双轨迹(双轨迹控制)的公共变量 
对双轨迹控制,系统为每一轨迹都提供了单独的宏变量,但是,根据参数N0.6036和6037的设定,某些公共变量可同时用于两个轨迹。

 

(7)未定义的变量    
 

当变量值未定义时,这样的变量成为空变量。变量#0总是空变量。它不能写,只能读。
(a)引用
当引用一个未定义的变量时,地址本身也被忽略。
当#1=<空> 当#1=0
G90 X100 Y#1

G90 X100 G90 X100 Y#1

G90 X100 Y0

(b) 运算
除了用<空>赋值以外,其余情况下<空>与0相同。
当#1=<空>时当#1=0时
#2=#1

#2=<空> #2=#1

#2=0
#2=#*5

#2=0 #2=#*5

#2=0
#2=#1+#1

#2=0 #2=#1+#1

#2=0

 

(c)条件表达式
EQ和NE中的<空>不同于0。
当#1=<空>时当#1=0时
#1EQ#0

成立 #1EQ#0

不成立
#1 NE #0

成立 #1 NE #0

不成立
#1 GE #0

成立 #1 GE #0

不成立
#1 GT #0

不成立 #1 GT #0

不成立

(8)限制     
程序号,顺序号和任选程序段跳转号不能使用变量。
例:下面情况不能使用变量:
0#1;
/#2G00X100.0;
N#3Y200.0;

2. 算术和逻辑运算

 

下面列出的运算可以在变量中执行,表达式可包含常量和或由函数或运算符组成的变量。表达式中的变量#j和#k可以用常数赋值。变量也可以用表达式赋值。


定义:#i=#j 
加法:#i=#j+#k;

减法:#i=#j-#k;

乘法:#i=#j*#k;

除法:#i=#j/#k;

正弦:#i=SIN[#j];

反正弦:#i=ASIN[#j];

余弦:#i=COS[#j];

反余弦:#i=ACOS[#j];

正切:#i=TAN[#j];

反正切:#i=ATAN[#j];


角度以度数指定:90°30’表示为90.5度。

平方根:#i=SQRT[#j];

绝对值:#i=ABS[#j];

舍入:#i=ROUNND[#j];

上取整:#i=FIX[#j];

下取整:#i=FUP[#j];

自然对数:#i=LN[#j];

指数函数 :#i=EXP[#j];


或:#i-#jOR#k;

异或:#i-#jXOR#k;

与:#i-#jAND#k; 

逻辑运算一位一位地按二进制数执行。
从BCD转为BIN
从BIN转为BCD #i=BIN[#j];
#i=BCD[#j];

用于与PMC的信号交换。

说明:
● 角度单位     
函数SIN ,COS,ASIN,ACOS,TAN和ATAN的角度单位是度。如90°30’表示为90.5度。


●  ARCSIN   # i= ASIN[#j]   
1)取值范围如下:

当参数(NO.6004#0)NAT位设为0时,270°~90°

当参数(NO.6004#0)NAT位设为1时,-90°~90°

2)当#j超出-1到1的范围时,发出P/S报警NO.111.

3)常数可替代变量#j

● ARCCOS  #i=ACOS[#j]

1) 取值范围从180°~0°

2) 当#j超出-1到1的范围时,发出P/S报警NO.111.

3) 常数可替代变量#j


● ARCTAN     #i= ATAN[#j]/ [#k]
1) 指定两个边的长度,并用斜杠(/)分开
2) 取值范围如下:
当NAT位(参数NO.6004,#0)设为0时;0°到360°
当NAT位(参数NO.6004,#0)设为1时;-180°到180°

3) 常数可替代变量#j
 

●  自然对数   #i=LN[#j];
1) 注意,相对误差可能大于10-8.
2) 当反对数(#j)为0或小于0时,发出P/S报警NO.111.
3) 常数可替代变量#j。

 

●  指数函数   #i=EXP[#j]
1) 注意,相对误差可能大于10-8。
2) 当运算结果超过3.65X1047(j大约是110)时,出现溢出并发出P/S报警NO.111.。
3) 常数可替代变量#j。

 

●  ROUND(舍入)函数
1) 当算术运算或逻辑运算指令IF或WHILE中包含ROUND函数时,则ROUND函数在第一个小数位置四舍五入.  当执行#1=ROUND[#2];此处#2=1.2345,变量1的值是1.0。
2) 当在NC语句地址中使用ROUND函数时,ROUND函数根据地址的最小设定单位将指定值四舍五入

 

● 上取整下取整
CNC处理数值运算时,若操作后产生的整数绝对值大于原数的绝对值时为上取整;若小于原数的绝对值为下整数.对于负数的处理应小心.

 

● 算术与逻辑运算指令的缩写

程序中指令函数时,函数名的前两个字符可以用于指定该函数。

ROUND→RO
FLX→FI

 

● 运算次序
1) 函数
2) 乘和除运算
3) 加和减运算

 

● 括号嵌套
括号用于改变运算次序,括号可以使用5级,包括函数内部使用的括号.当超过5级时,出现P/S报警NO.118.
限制
●  括号    ([,])用于封闭表达式.注意,圆括号用于注释。
●  运算误差   运算时,可能出现误差。

 

注:相对误差取决于运算结果;使用两类误差的较小者;绝对误差是常数,而不管运算结果;函数TAN执行SIN/COS。

 

如果SIN/COS或TAN函数的运算结果小于10X10-8或由于运算精度的限制不为0的话,设定参数NO.6004#1为1,则运算结果可以规算为0。
1) 变量值的精度约为8位十进制数.当在加/减速中处理非常大的数时,将得不到期望的结果。

2) 还应该意识到,使用条件表达式EQ,NE,GE,GT.LE和LT时可能造成误差。

3) 使用下取整指令时应小心。

● 除数   当在除法或TAN[90]中指定为0的除数时,出现P/S报警NO.112
 

3. 宏程序语句和NC语句

 

下面的程序段为宏程序语句:

◆ 包含算术或逻辑运算(=)的程序段.

◆ 包含控制语句的程序段

◆ 包含宏程序调用指令的程序段

除了宏程序以外的任何程序段都为NC语句

 

说明:
● 与NC语句的不同
(1) 即使置于单程序段运行方式,机床也不停止.但是,当参数N0.6000#5SBM设定为1时,在单程序段方式中,机床停止.
(2) 在刀具半径补偿方式中宏程序语句段不做为不移动程序段处理.

● 与宏程序语句有相同性质的NC 语句
(1) 含有子程序调用指令,但没有除O,N或L地址之外的其它地址指令的NC语句其性质与宏程序相同.
(2) 不包含除ONP或L以外的指令地址的程序段其性质与宏程序语句相同.

 

4. 转移和循环
   
在程序中,使用GOTO 语句和IF语句可以改变控制的流向.有三种转移和循环操作可供使用;
转移和循环GOTO语句(无条件转移)
              ↓→IF语句(条件转移)
              WHILE语句(当…时循环)

 

(1)无条件转移(GOTO语句)

 

转移到标有顺序号n的程序段.当指定1到99999以外的顺序号时,出现P/S报警NO.128.可用表达方式指定顺序号。

GOTOn;n:顺序号(1到99999)

 

(2)条件转移(IF)语句  

  
IF之后指定条件表达式.
IF[<条件表达式>]GOTOn   如果指定的条件表达式满足时,转移到标有顺序号n的程序段.如果指定的条件表达式不满足,执行下个程序段.
IF[<条件表达式>]THEN    如果条件表达式满足,执行预先决定的宏程序语句.只执行一个宏程序语句.
说明:
● 条件表达式
条件表达式必须包括算符.算符插在两个变量中间或变量和常数中间,并且用括号([,])封闭.表达式可以替代变量.
● 运算符
运算符由2个字母组成,用于两个值的比较,以决定它们是相等还是一个值小于或大于另一个值.注意,不能使用不符号.
运算符 含义
EQ 等于
NE 不等于
GT 大于
GE 小于或等于
LT 小于
LE 小于或等于

典型程序:
下面的程序计算数值1-10的总和

09500;
#1=0;  存储和数变量的初值
#2=1;  被加数变量的初值
N1 IF[#2 GT 10]GOTO 2;  当被加数大于10时转移到N2
#1=#1+#2;  计算和数
#2=#2+#1;  下一个被加数
GOTOA1;    转到N1
N2 M30 ;   程序结束

(3)循环(WHILE语句)

 

在 WHILE后指定一个条件表达式.当指定条件满足时,执行从D0到END之间的程序.否则,转到END后的程序段.
说明:
当指定的条件满足时,执行 WHILE从D0到END之间的程序.否则,转而执行END之后的程序段,这种指令格式适用于IF语句.D0后的号和END后的号是指定程序执行范围的标号,标号值为1,2,3.若用1,2,3以外的值会产生P/S报警NO.126. 
● 嵌套 
在DO-END循环中的标号可根据需要多次使用.但是,当程序有交叉重复循环(DO范围的重叠)时,出现P/S报警NO.124.
说明:
◆ 无限循环    当指定DO而没有指定WHILE语句时,产生从DO到END的无限循环.
◆ 处理时间    当在GOTO语句中有标号转移的语句时,进行顺序号检索.反向检索的时间要比正向检索长.用WHILE语句实现循环可减少处理时间.
◆ 未定义的变量  在使用EQ或NE的条件表达式中,<空>和零有不同的效果,在其它形式的条件表达式中,<空>被当作零.
◆ 典型程序  下面的程序计算数值1到10的总和.
00001;
#1=0;
#2=1;
WHILE[#2LE10]DO 1;
#1=#1+#2;
#2=#2+1;
END 1;
M30;


5. 宏程序调用


用下面的方法调用宏程序:
宏程序调用------------非模态调用(G65)
           -----------模态调用(G66,G67)
          ------------用G代码调用宏程序
          ------------用M代码调用宏程序
          ------------用M代码调用子程序
          ------------用T代码调用子程序
限制
● 用宏程序调用和子程序调用之间的差别
宏程序调用用(G65)不同于子程序用(G68),如下所述:
1) 用(G65),可以指定自变量(数据传送到宏程序).M98没有该功能.
2) 当M98程序段包含另一个NC指令时,在指令执行之后调用子程序.相反,G65无条件地调用宏程序.
3) M98程序段包含另一个NC指令时,在单程序段方式中,机床停止.相反,G65机床不停止.
4) 用G65,改变局部变量的级别.用M98,不改变局部变量的级别.

 

(1)非模态调用(G65)


当指定G65时,以地址P指定的用户宏程序被调用.数据能传递到用户宏程序体中.
说明:
呼调:

1) 在G65之后,用地址P指定用户宏程序的程序号.
2) 当要求重复时,在地址L后指定从1到9999的重复次数.省略L值时,认为L等于1.

3) 使用自变量指定,其值被赋值到相应的局部变量.
● 自变量指定
   可用两种形式的自变量指定,自变量指定I使用除了G,L,O,N和P以外的字母,每个字母指定一次.自变量指定II使用A,B,C和I,J和K(i为1-10).根据使用的字母,自动地改变自变量指定的类型.
自变量指定I                    
1) 地址G,L,N,Q和P不能在自变量中使用.
2) 不需要指定的地址可以省略,对应于省略地址的局部变量设为空.
3) 地址不需要按字母顺序指定,但应符合字地址的格式.但是I,J和K需要按字母顺序指定.
自变量地址II
自变量指定II使用A,B,和C各一次,I,J,K10次.自变量指定II用于传递诸如三维坐标值的变量.

I,J,K的下标用于确定自变量指定的顺序,在实际编程中不写.
限制:
◆ 格式:  任何自变量前必须指定G65
◆ 自变量指定I,II的混合   CNC内部自动识别自变量指定I&自变量指定II.如果自变量指定I和自变量指定II混合指定的话,后指定的自变量类型有效.
◆ 小数点的位置   没有小数点的自变量数据的单位为各地址的最小设定单位.传递的没有小数点的自变量的值根据机床实际的系统配置变化.在宏程序调用中使用小数点可使程序兼容性好。
◆ 调用嵌套:调用可以嵌套4级,包括非模态调用(G95)和模态调用(G66).但不包括子程序调用(M98)。
◆ 局部变量的级别 :
1)局部变量嵌套从0到4级。
2)主程序是0级。
3)宏程序每调用1次,局部变量级别加1.前1级的局部变量值保存在CNC中。
4)当宏程序中执行M99时,控制返回到调用的程序.此时,局部变量级别减1;并恢复宏程序调用时保存的局部变量值。
◆ 典型程序:  编制一个宏程序加工轮圆上的孔.圆周的半径为I.起始角为A,间隔为B,钻孔数为H,圆的中心是(X,Y)指令可以用绝对值或增加量指定.顺时针方向钻孔时B应指定负值。
◆ 调用格式:G95P9100 Xx Yy Zz Rr Li Aa Bb Hh ;
X:圆心的X坐标(绝对值或增量值的指定)(#24)
Y:圆心的Y坐标(绝对值或增量值的指定)(#25)
Z:孔深(#26)
R:快速趋近点坐标(#18)
F:切削进给速度(#9)
I:圆半径(#4)
A:第一孔的角度(#1)
B:增量角(指定负值时为顺时针)(#2)
H:孔数(#11)
◆ 宏程序调用程序:
O0002;
G90  G92 X0 Y0 Z100,0;
G65  p9100 X100 Y50.0  R30.0 Z50.0 500 I100.0 A0 B45.0 H5;
M30;
◆ 宏程序
09100;
#3=#4003;存储03组G代码
G81  Z#26 R#18 F#9  K0;(注)钻孔循环
                         注:也可以使用L0
IF[#3 EQ 90] GOTO 1;在G90方式转移到N1
#24=#5001+#24;计算圆心的X坐标
#25=#5001+#25;计算圆心的Y坐标
N1 WHILE[#11 GT O] DO 1;直到剩余孔数为0
#5=#24+#4*COS[#1];计算X轴上的孔位
#6=#25+#4*SIN[+1]; 计算X轴上的孔位
G90  X#5 Y#6 ;移动到目标位置之后执行钻孔
#1=#1+#2;更新角度
#11=#11-1;孔数-1
END 1;
G#3 G80 ;返回原始状态的G代码
M99

 

(2)模态调用(G66)

 

一旦发出G66则指定模态调用,即指定沿移动轴移动的程序段后调用宏程序.G97取消模态调用。

说明:

● 调用  

1)在G66之后,用地址P指定模态调用的程序号。

2)当要求重复时,地址L后指定从1到9999的重复次数。

3)与非模态调用(G65)相同,自变量指定的数据传递到宏程序体中。

●  取消   指定G97代码时,其后面的程序段不再执行模态宏程序调用。

● 调用嵌套  调用可以嵌套4级.包括非模态调用(G65)和模态调用(G66).但不包括子程序调用(M98)

限制:

1)在G66程序段中,不能调用多个宏程序。

2)G66必须在自变量之前指定。

3)在只有诸如辅助功能但无移动指令的程序段中不能调用宏程序。

4)局部变量(自变量)只能在G66程序段中指定.注意,每次执行模态调用时,不再设定局部变量。
    
● 典型程序  用宏程序编制G81固定循环的操作.加工程序使用模态调用,为了简化程序,使用绝对值指定全部的钻孔数据。   
● 调用格式  G65 P9110  Xx Yy Zz Rr Ff Ll;
X:孔的X坐标(由绝对值指定)(#24)
Y:孔的Y坐标(由绝对值指定)(#25)
Z: Z 点坐标(由绝对值指定) (#26)
R: R点坐标(由绝对值指定) (#18)
F:切削进给速度(#9)

L:重复次数
● 调用宏程序的程序  
00001;
G28 G91 X0 Y0 ZO;
G92 X0  Y0 Z50.0;
G00 G90 X100.0 Y50.0;
G66  P9110  Z-20.0 R.0 F500;
G90 X20.0 Y20.0;
X50.0;
X0.0 Y80.0;
G67;
M30;
● 宏程序(被调用的程序)  
09110;
#1=#4001;贮存G00/G01
#2=#4003; 贮存G90/G91
#3=#4109; 贮存切削进给速度
#5=#5003; 贮存钻孔开始的Z坐标
G00 G90  Z#18; 定位在R点
G01  Z#26 F#9 ; 切削进给到Z点
IF[#4010 EQ 98]GOTO1;返回到1点
G00 Z#18 ;定位在R点
GOTO 2;
N1  G00 Z#5 ;定位在1点
N2  G#1 G#3  F#4; 恢复模态信息.
M99;

 

(3)用G代码调用宏程序

 

在参数中设置调用宏程序的G代码,与非模态调用(G65)同样的方法用该代码调用宏程序。

说明:在参数(NO.6050到NO.6059)中设置调用用户宏程序(09010到09019)的G代码号(从1到9999),调用户宏程序的方法与G65相同。例如,设置参数,使宏程序09010由G81调用,不用修改加工程序,就可以调用由用户宏程序编制的加工循环。


● 重复,与非模态调用一样,地址L可以指定从1到9999的重复次数。

● 自变量指定,与非模态调用一样,两种自变量指定是有效的;自变量指定I和自变量指定II。根据使用的地址自动地决定自变量的指定类型。
● 使用G代码的宏调用的嵌套,在G代码调用的程序中,不能用一个G代码调用多个宏程序。这种程序中的G代码被处理为普通G代码。在用M或T代码作为子程序调用的程序中,不能用一个G代码调用多个宏程序。这种程序中的G代码也处理为普通G代码。

 

(4)用M代码调用宏程序


在参数中设置调用宏程序的M代码,与非模态调用(G65)的方法一样用该代码调用宏程序。
说明:  在参数(NO.6080到NO.6089)中设置调用用户宏程序(09021到09029)的M代码(从1到99999999),用户宏程序能与G65同样的方法调用。
● 重复,与非模态调用一样,地址L可以指定从1到9999的重复次数。
● 自变量指定,与非模态调用一样,两种自变量指定是有效的;自变量指定I和自变量指定II.根据使用的地址自动地决定自变量的指定类型。
● 限制:   

1)调用宏程序的M代码必须在程序段的开头指定。

2)G代码调用的宏程序或用M代码或T代码作为子程序调用的程序中,不能用一个M代码调用多个宏程序.这种宏程序或程序。

 

(5)用M代码调用子程序
     
在参数中设置调用子程序(宏程序)的M代码号,可与子程序调用(M98)相同的方法用该代码调用宏程序。
说明:在参数(NO.6071到NO.6079)中设置调用子程序的M代码(从1到99999999),相应的用户宏程序(09001到09009)可与M98同样的方法用该代码调用。


● 重复,与非模态调用一样,地址L可以指定从1到9999的重复次数。
● 自变量指定,不允许自变量指定。
● M代码,在宏程序中调用的M代码被处理为普通的M代码。
● 限制:用G代码调用的宏程序,或用M或T代码调用的程序中,使用一个M代码不能调用几个子程序.这种宏程序或程序中的M代码被处理为普通的M代码。

 

(6)用T代码调用子程序

在参数中设置调用的子程序(宏程序)的T代码,每当在加工程序中指定该T代码时,即调用宏程序。
说明:
● 调用: 设置参数NO.6001的5位TCS=1,当在加工程序中指定T代码时,可以调用宏程序09000。在加工程序中指定的T代码赋值到公共变量#149。
● 限制:用G代码调用的宏程序中或用M或T代码调用的程序中,一个M代码不能调用多个子程序。这种宏程序或程序中的T代码被处理为普通T代码。

 

(7)典型程序


用M代码调用子程序的功能,调用测量每把刀具的累积使用时间的宏程序。
条件:

 

1)测量T01到T05各把刀具的累积使用时间,刀号大于T05的刀具不进行测量。

 

2)下面的变量用于贮存刀号和测量的时间。         

#501 刀号1的累积使用时间
#502 刀号2累积使用时间
#503 刀号3累积使用时间
#504 刀号4累积使用时间
#505 刀号5累积使用时间

 

3)当指定M03时,开始计算使用时间,当指定M05时,停止计算。在循环起动灯亮期间,用系统变量#3002测量该时间。进给暂停&单段停止期间。时间不计算,但要计算换刀和交换工作台的时间。
进行检查
◆  参数设置,参数NO.6071中设置3,参数NO.6072中设置05。
◆  变量值的设置,变量#501到#505中设置0。
◆  调用宏程序的程序   
  

00001;
T01  M06;
M03;

M05;改变#501
T02  M06;
M03;

M05; 改变#503
T05 M06;
M03;
M05;改变#504
T05 M06;
M03;
   
M05;改变#505
M30;


◆  宏程序(被调用的程序)   

09001 (M03);启动计算的宏程序
N01;
IF[#4120 EQ 0]GOTO9;没有指定刀具
IF[#4120 GT 5]GOTO9;超出刀号范围
#3002=0;计算器清0
N9  M03;以正向旋转主轴
M99;
09002(M05);结束计算的宏程序
M01;
IF[#4120 EQ 0]GOTO9;没有指定刀具
IF[#4120 GT 5]GOTO9;超出刀号范围
#[500+#120]=#3002+#[500+4120];计算累积时间
N9 M05;停止主轴
M99;

 

6. 宏程序语句的处理

 

为了平滑加工,CNC预读下一个要执行的NC语句。这种运行称为缓冲。在刀具半径补偿方式(G41,G42)中,NC为了找到交点提前预读2或3个程序段的NC后语句,算术表达式和条件转移的宏程序语句在它们被读进缓冲寄存器后立即被处理。包含M00,M01,M02或M30的程序段,包含由参数NO.3411到NO.3420设置的禁止缓冲的M代码的程序段,以及包含G31的程序段不预读。


说明:


● 当下个程序段不缓冲时(不缓冲的M代码,G31等)
   
● 在除了刀具半径补偿方式(G41,G42)以外的方式中,缓冲下个程序段(正常预读一个程序段)

当执行N1时,下个NC语句(N4)被读入缓冲器。N1和N4之间的宏语句(N2,N3)在N1执行期间被处理。
● 在刀具半径补偿方式(G41,G42)中缓冲下个程序段

当N1正在执行时,在下2个程序段(直到N5)中的NC语句被读进缓冲寄存器。在N1和N5之间的宏语句(N2,N4)在N1的执行期间被处理。
● 在刀具半径补偿方式C(G41,G42)中,当下个程序段包含没有移动的程序段时

当NC1程序段正在执行时,下两个程序段(直到N5)中的NC语句被读进缓冲寄存器。由于N5是不移动的程序段,不能计算交点。此时,下面三个程序段(直到N7)中的NC语句被读入。在N1和N7之间的宏语句(N2,N4和N6)在执行N1时被处理。