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清代，由于平叛战争、抵抗外敌侵略和统一中国的需要，康熙年间曾大量制造火炮。
自康熙十四年至六十年（1675-1721），清政府制造各类火炮达905门之多。无论在造炮的规模、数量和种类方面，还是在制炮的技术和火炮的性能方面，都达到了清代火炮发展的最高水平。而南怀仁则对此做出了巨大的贡献。
虽然西方传教士实不愿制造这些杀人利器，但帝命不敢违，不得已勉为其难。
所以火炮铸成后，均行祝圣礼，供天主像，以教中圣人名号刻其上，并向教宗报告，得到教宗的许可。
由史料记载可知，南怀仁在1674-1676年间，制造轻巧木炮及红衣铜炮共132门，1681年制成神威将军炮240门，后来，又制成红衣大炮53门，武成永固大将军炮61门，神功将军炮80门。
因此，南怀仁造炮数量至少为566门。南怀仁所设计的火炮有三种被选入清代国家典籍——《钦定大清会典》。
其一是“神威将军”炮，其二是“武成永固大将军”炮，其三是“神功将军”炮。
为表彰南怀仁造炮有功，康熙二十一年四月初十日，（1682年5月16日）奉旨加南怀仁工部右侍郎职衔、又加一级。
南怀仁制造的火炮，至今犹存。在北京的中国历史博物馆，就藏有一门武成永固大将军炮。
南怀仁对清代火炮技术发展的另一重大贡献，是对火炮的“准炮之法”进行了系统研究，并写成专著。
康熙二十一年（1682）正月二十七日，南怀仁进呈《神威图说》一书。
这部著作主要论述神威将军炮的“准绳之法”，“阐明其所以然，逐备二十六题之理论，四十四图之解说，并加数端同类之用法”。
《神威图说》当时未曾刊刻，这部有关炮术理论的著作似乎已佚失，不过，康熙二十二年（1683）南怀仁在其所著《形性之理推》一书中，用了近21页的篇幅，分16个小题目，详述了如何利用“正对星斗之法”来“改正炮偏向”，如何使用他所制定的“炮弹远度比例表”、“炮弹高度表”、“推重物道远近高低之仪”、“炮弹起止所行顷刻秒微之表”以及“三率法”计算公式等内容。
南怀仁的“准炮之法”包含了两方面内容：一是利用“正对星斗之法”改正炮的偏向，提高火炮的射击精度。再次是根据炮与目标之间的距离，决定炮的仰角，以便炮弹击中目标。